Наш мир дрожит и расширяется. Астрофизики обнаружили необъяснимую рябь на границе Солнечной системы

Однако на данный момент главная миссия Вояджеров — измерение изменения плотности плазмы в солнечной и межзвездной среде, магнитного поля, а также энергии и направления заряженных частиц в среде, сквозь которую они летят. Ученые надеются выяснить, как меняется воздействие Солнца по мере отдаления от звезды, и как солнечная гелиосфера взаимодействует с межзвездным пространством.

Если упростить — исследователям интересно, что же именно происходит на границах Солнечной системы. Как оказалось, это достаточно интересные процессы, которые хранят в себе сразу несколько загадок.

Однако инструменты Вояджеров уже достаточно устарели, работают нестабильно и требуют ремонта, что на таком расстоянии очень сложно. Поэтому исседователи полагаются не только на эти два зонда. Здесь в игру вступает спутник NASA IBEX, запущенный 14 лет назад.

В прошлом году команда ученых под руководством Дэна Райзенфельда, астрофизика из Лос-Аламосской национальной лаборатории, смогла рассчитать границы гелиосферы. Это такой космический пузырь, защищающий планеты Солнечной системы от космического излучения. Он создан солнечным ветром, а также потоком протонов, электронов и альфа-частиц, которые мчатся от Солнца в межзвездное пространство.

Точка, где солнечный ветер замедляется до звуковых скоростей из-за давления газа, и магнитных полей межзвездного пространства называется гелиосферной ударной волной. Есть также гелиопауза — место, в которой сила солнечного ветра уравновешивается с давлением, исходящим из межзвездного пространства. Это и есть неофициальная граница всей гелиосферы.

В своей работе ученые использовали что-то вроде космической эхолокации. Спутник IBEX фиксирует заряженные нейтральные атомы, которые появляются во время столкновения солнечного и межзвездного ветров на границе Солнечной системы. Некоторые из этих атомов отправляются дальше вглубь космоса, а некоторые отбрасываются обратно на Землю. Рассчитав скорость и расстояние, которое преодолевают эти частицы, ученые смогли создать карту гелиосферы.

Райзенфельд объяснял, что подход ученых напоминает летучих мышей, которые посылают сонарные импульсы во всех направлениях и используют обратный сигнал для создания мысленной карты своего окружения. Астрофизики пошли по похожему пути, использовав «отголоски» солнечного ветра за 10 лет (с 2009 по 2019 года), чтобы создать первую в истории карту границы Солнечной системы.

Теперь же та же команда ученых, возглавляемая астрофизиком Эриком Зирнштейном из Принстонского университета провели новые расчеты и выяснили, что гелиосфера меняет свое положение в масштабе десятков астрономических единиц (а.е). Причем ей не требуется для этого большого количества времени.

Различные дополнительные моделирования и симуляции показали, что расстояния от Земли до границы гелиосферы постоянно меняются. В 2012 году Вояджер-1 вышел за пределы Солнечной системы на расстоянии 122 астрономических единиц от Земли. Однако уже через четыре года граница гелиосферы в том же направлении составляла 131 а.е. К тому моменту Вояджер-1 находился в 136 а.е. — фактически, Солнечная система «гналась» за убегающим зондом.

С направлением Вояджера-2 тоже интересно. В 2015 году гелиопауза находилась приблизительно в 103 а.е. от Земли, однако в 2018 году, когда зонд окончательно покинул Солнечную систему, гелиосфера растянулась до 119 а.е.

Получается, форма Солнечной системы постоянно меняется, а ее граница постепенно растягивается и сжимается — причем на достаточно большие расстояния. Из-за чего это происходит, что корректирует скорость и направление этих изменений — это все загадки на будущее.

Возможно, их поможет решить новый зонд, который сможет выполнять работу спутника IBEX с гораздо большей точностью. Ожидается, что он отправится в космос в 2025 году — возможно, именно тогда мы сумеем разгадать очередную тайну Солнечной системы.