Наше Солнце скользит по галактике и выбрасывает заряженные частицы в потоке плазмы, называемым солнечным ветром. Солнечный ветер создает пузырь, известный как гелиосфера, который простирается далеко вне Солнечной системы. В течение многих десятилетий ученые визуализировали гелиосферы как кометообразные формы с очень длинным распространяющимся хвостом, в тысячи раз дальше, чем расстояние от Земли до Солнца.
Новые исследования показывают, что солнечное магнитное поле управляет масштабной формой гелиосферы гораздо больше, чем ожидалось. Новая модель, описанная в статье и опубликованной 19 февраля 2015 в журнале Astrophysical Journal Letters, показывает, что магнитное поле сжимает солнечный ветер вдоль солнечной оси между севером и югом, производя две струи. Затем эти джеты, увлекают вниз по течению поток межзвездной среды — газы и пыль, которые находятся между звездными системами.
Модель указывает на то, что гелиосферный хвост не распространяется на большие расстояния, но разделяется на две струи с формой, подобной астрофизическим джетам, наблюдаемым во многих других звездах и вокруг черных дыр. Это новое понимание гелиосферы может иметь последствия для осуществления в будущем межзвездных путешествий.
«Джеты действительно важны в астрофизике», сказал Джеймс Дрейк, профессор физики и директор Объединенного Института Космических исследований при Университете Мэриленда». Из того, что мы можем сказать, механизм управления этими гелиосферными джетами, в основном является таким же, как например, в Крабовидной туманности, которая по космическим меркам находится действительно рядом. Если мы насчет всего этого правы, это даст нам местный испытательный стенд для исследования одной очень важной области физики».
Дрейк предложил представить тюбик зубной пасты с резинками, обернутые вокруг него. В этом случае зубная паста – струя плазмы, а кольца резинки — кольца солнечного магнитного поля. «У магнитных полей есть напряженность точно так же, как круглые резинки, и эти кольца сжимаются», — сказал Дрейк. » Представьте, что Вы обертываете тюбик зубной пасты очень плотно большим количеством круглых резинок; они будут выдавливать зубную пасту на конце трубки».
Новое представление о гелиосфере было обнаружено случайно, когда группа ученых изучала удивительные данные космического аппарата Вояджер-1 и пыталась понять, как магнитное поле галактики взаимодействует с гелиосферой. Один из двух идентичных космических кораблей, запущенных в 1977 году, Вояджер-1, стал первым сделанным человеком объектом, который вышел из гелиосферы и окунулся в межзвездное пространство в 2012 году.
«Большинство исследователей не верит в важность солнечного магнитного поля, потому что магнитное давление на частицы солнечного ветра намного ниже, чем тепловое давление», — сказал Мерев Офер, доцент астрономии и директор Центра космической физики Бостонского университета, который является ведущим автором исследования. Тем не менее, модель показывает, что напряженность магнитного поля управляет тем, что происходит с солнечным ветром в хвосте.
«Это здорово, что эти струи являются очень бурными, они будут очень хорошими ускорителями частиц», — говорит Офер. Джеты могли бы, например, играть роль в ускорении так называемых аномальных космических лучей. «Мы не знаем, где эти частицы ускоряются; это — что-то вроде головоломки».
Решение таких загадок будет важно для будущих космических путешествий. Гелиосфера защищает солнечную систему, фильтруя галактические космические лучи, и после ухода этой защитной оболочки, космический корабль будет засыпан гораздо более высоким уровнем губительного излучения.
«Понимание физических явлений, которые управляют формой гелиосферы, поможет нам понять и фильтр», — говорит Офер.
Другие данные о границах гелиосферы станут доступны в течение ближайших нескольких лет, когда Вояджер-2, как и его близнец, пересечет межзвездное пространство.
Designed by