Путешествие за край гелиосферы: что ждет нас в межзвездном пространстве?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Мы живем на дне воздушного океана, который защищает нас от губительного ультрафиолетового излучения и дарит нам возможность дышать. Но мало кто задумывается, что и наша Солнечная система, подобно хрупкому кораблику, плывет в бескрайнем море межзвездной среды, окруженная невидимым щитом — гелиосферой.


Автор: Designer

Эта защитная оболочка, созданная солнечным ветром, солнечными вспышками и межпланетным магнитным полем, оберегает нас от смертоносных галактических космических лучей. Эти частицы, рожденные в огненных котлах сверхновых, несут в себе колоссальную энергию, способную нанести непоправимый вред всему живому.

Но где же заканчивается эта спасительная сфера влияния Солнца? Какова ее форма? Ученые до сих пор не могут дать точного ответа.

«Мы словно золотые рыбки, пытающиеся понять форму аквариума, не выплывая за его пределы», — образно описывает ситуацию Сара Спитцер, исследователь из Мичиганского университета.

(A) Магнитное перезамыкание в гелиохвосте наблюдается в некоторых современных моделях гелиосферы, таких как глобальная модель гелиосферы, рассматривающая ИМИ, как отдельную жидкость, показанную на этом рисунке, модифицированном из Opher et al. (2020). Если в гелиохвосте между IMF и ISMF происходит магнитное пересоединение, то разумно предположить, что в гелиосферу впрыскивают межзвездные ионы. (B) Образец геометрии для вычисления расстояния, которое должен преодолеть межзвездный зонд, чтобы разрешать 100 а.е. гелиохвоста с точностью до двух пикселей. (C) Рисунок, адаптированный из Dayeh et al. (2022), показывающий структуру гелиосферных лепестков, наблюдаемую IBEX в ENA, которая может быть использована в качестве ориентира для перспективных траекторий зондов.
Автор: Spitzer SA, Kornbleuth MZ, Opher M, Gilbert JA, Raines JM and Lepri ST (2024) Complementary interstellar detections from the heliotail. Front. Astron. Space Sci. 10:1163519. doi: 10.3389/fspas.2023.1163519(CC-BY 4.0) Источник: www.frontiersin.org

Именно поэтому научное сообщество вынашивает амбициозные планы по отправке межзвездного зонда, который смог бы впервые взглянуть на гелиосферу «снаружи» и ответить на эти животрепещущие вопросы.

«Без такой миссии мы не сможем в полной мере понять, как гелиосфера защищает астронавтов и жизнь в целом от губительной радиации», — подчеркивает Марк Корнблут, исследователь из Бостонского университета.


Но куда именно следует направить этот зонд? Ученые предлагают нестандартное решение — сквозь боковую часть «хвоста» гелиосферы.

Дело в том, что форма гелиосферы — это не идеальная сфера, как можно было бы предположить. Ее «скульптура» формируется под воздействием локальной межзвездной среды — коктейля из плазмы, пыли и нейтральных частиц, заполняющих пространство между звездами.

Именно взаимодействие солнечного ветра с этой средой создает уникальную форму гелиосферы, которая, по мнению ученых, может быть сферической, вытянутой или даже напоминать полумесяц.

Разгадать эту загадку можно лишь одним способом — отправить зонд за пределы гелиосферы.

«Это будет наш первый шанс увидеть наш дом, гелиосферу, со стороны и понять ее место в межзвездном пространстве», — говорит Спитцер.

До сих пор лишь «Вояджеры», эти неутомимые исследователи космоса, смогли достичь границ гелиосферы. Но, к сожалению, их возможности ограничены — 46 лет полета не прошли даром, и эти аппараты уже не могут предоставить ученым точные данные о плазме, необходимые для понимания границ гелиосферы.


Новый межзвездный зонд, который, как предполагается, будет запущен в ближайшие десятилетия, станет настоящим прорывом.

Его миссия продлится 50 лет, а за это время он преодолеет около 400 астрономических единиц, а возможно, и все 1000, подарив нам бесценные знания о гелиосфере и межзвездной среде.

Это путешествие станет не просто очередным шагом в освоении космоса, но и позволит нам по-новому взглянуть на наш дом — Солнечную систему, уютно укрытую в колыбели гелиосферы.