Наш світ тремтить і розширюється. Астрофізики виявили незрозумілі брижі на межі Сонячної системи

Проте наразі головна місія Вояджерів — вимірювання зміни щільності плазми в сонячному та міжзоряному середовищах, магнітного поля, а також енергії та напрямку заряджених частинок у середовищі, крізь яке вони летять. Науковці сподіваються з’ясувати, як змінюється вплив Сонця з віддаленням від зірки, і як сонячна геліосфера взаємодіє з міжзоряним простором.

Простіше кажучи — дослідникам цікаво, що саме відбувається на межі Сонячної системи. Як виявилося, це досить цікаві процеси, які мають одразу кілька загадок.

Однак інструменти Вояджерів вже застаріли, працюють нестабільно і потребують ремонту, що на такій відстані дуже складно. Тому дослідники покладаються не тільки на ці два зонди. Тут у гру вступає супутник NASA IBEX, запущений 14 років тому.

Минулого року команда вчених під керівництвом Дена Райзенфельда, астрофізика з Лос-Аламоської національної лабораторії змогла розрахувати межі геліосфери. Це така собі космічна бульбашка, що захищає планети Сонячної системи від космічного випромінювання. Вона створена сонячним вітром, а також потоком протонів, електронів та альфа-часток, які рухаються від Сонця до міжзоряного простору.

Точка, де сонячний вітер сповільнюється до звукових швидкостей через тиск газу і магнітні поля міжзоряного простору, називається ударною геліосферною хвилею. Є також геліопауза — місце, де сила сонячного вітру врівноважується з тиском, що виходить з міжзоряного простору. Це і є неофіційний кордон усієї геліосфери.

У своїй роботі вчені використовували щось на кшталт космічної ехолокації. Супутник IBEX фіксує заряджені нейтральні атоми, які з’являються під час зіткнення сонячного та міжзоряного вітрів на межі Сонячної системи. Деякі з цих атомів вирушають далі в глиб космосу, а деякі відкидаються назад на Землю. Розрахувавши швидкість та відстань, яку долають ці частинки, вчені змогли створити карту геліосфери.

Райзенфельд пояснював, що підхід науковців нагадує кажанів, які надсилають сонарні імпульси у всіх напрямках та використовують зворотний сигнал для створення уявної карти свого оточення. Астрофізики пішли схожим шляхом, використавши «відлуння» сонячного вітру за 10 років (з 2009 до 2019 р.), аби створити першу в історії карту кордону Сонячної системи.

Тепер та сама команда вчених, очолювана астрофізиком Еріком Зірнштейном з Прінстонського університету провели нові розрахунки і з’ясували, що геліосфера змінює своє становище в масштабі десятків астрономічних одиниць (а.о.). Причому їй не потрібно для цього багато часу.

Різні додаткові моделювання та симуляції показали, що відстані від Землі до межі геліосфери постійно змінюються. 2012 року Вояджер-1 вийшов за межі Сонячної системи на відстані 122 астрономічних одиниць від Землі. Проте вже за чотири роки кордон геліосфери у тому ж напрямі становив 131 а.о. На той момент Вояджер-1 знаходився за 136 а.о. — фактично Сонячна система «гналася» за зондом, який втікає.

Із напрямком Вояджера-2 теж цікаво. У 2015 році геліопауза знаходилася приблизно за 103 а.о. від Землі. Однак у 2018 році, коли зонд остаточно залишив Сонячну систему, геліосфера розтягнулася до 119 а.о.

Отже, форма Сонячної системи постійно змінюється, а її межа поступово розтягується і стискається — причому на досить великі відстані. Через що саме це відбувається, що коригує швидкість та напрямок цих змін, — це все загадки на майбутнє.

Можливо, їх допоможе вирішити новий зонд, який зможе виконувати роботу супутника IBEX з більшою точністю. Очікується, що він вирушить до космосу 2025 року — можливо, саме тоді ми зуміємо розгадати чергову таємницю Сонячної системи.