Данные Cassini/IBEX изменили представление о форме гелиосферы

Хотя миссия Cassini пристально сосредоточилась на научном исследовании Сатурна и его естественных спутников, данные, добытые этим космическим кораблем, изменили представление астрономов о форме нашей Солнечной системы. Так как Солнце и планеты путешествуют через космос, пузырь, в котором они находятся, как думали ранее, напоминал комету, с длинным хвостом и тупым носом. Недавние данные от Cassini, объединенные с другими инструментами, показывают, что локальное межзвездное магнитное поле формирует гелиосферу по-другому.

Солнечная система находится в пузыре в межзвездной среде – названной «heliosphere» – которая создана солнечным ветром. Форма, образованная из межзвездной пыли солнечным ветром, последние 50 лет по мнению ученых напоминала комету — с длинным хвостом и притупленной формой носа, вызванной движением Солнечной системы через пыль.

Однако, данные, полученные Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI) и Межзвездным Граничным Исследователем (IBEX), показывают, что есть больше сил, которые вызывают форму чем думалось прежде, и что форма гелиосферы более напоминает пузырь, а не комету.

Форма гелиосферы, как ранее думали, была образована исключительно взаимодействием частиц солнечного ветра с межзвездной средой, что в конце концов создало тонкий хвост. Новые данные предполагают, однако, что межзвездное магнитное поле уменьшается вокруг гелиосферы и внешней раковины, названной «heliosheath» (гелиооболочка или гелиомантия), оставляя сферическую форму гелиосферы неповрежденной. Ниже представлено изображение, на котором изображена предполагаемая форма гелиосферы до новых данных.

Новые данные также обеспечивают намного более ясное понимание того, насколько толстая гелиооболочка, между 40 и 50 астрономическими единицами. Это означает, что космический корабль Voyager НАСА, Voyager 1 и Voyager 2, которые оба двигаются теперь через гелиоболочку, перейдут в межзвездное пространство до 2020 года. Предыдущие оценки поместили это событие до 2030 года.

MIMI был первоначально разработан, чтобы провести измерения магнитосферы Сатурна и окружения энергичной окружающей среды заряженной частицы. Так как Cassini далеко от Солнца, тем не менее, это также помещает космический корабль в уникальное положение, чтобы измерить энергичные нейтральные атомы, прибывающие из границ гелиосферы. Энергичные нейтральные атомы формируются, когда холодный, нейтральный газ входит в контакт с электрически-заряженными-частицами в плазменном облаке. Положительно заряженные ионы в плазме не могут исправить свои собственные электроны, таким образом они крадут таковые из холодных газовых атомов. Получающиеся частицы тогда нейтрально заряжены, и способные избежать напряжения магнитных полей и путешествия в космос.

Энергичные нейтральные атомы формируются в магнитных полях вокруг планет, а также появляются от взаимодействия между солнечным ветром и межзвездной средой. Том Кримиджис (Tom Krimigis), главный исследователь Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI) в Прикладной Лаборатории Физики университета в Лавре, и его команда не были уверены, будут ли инструменты на Cassini в состоянии обнаружить источники энергичных нейтральных атомов столь же далеко как и гелиосфера, но после их четырехлетнего исследования Сатурна, они изучали данные от инструмента, чтобы обнаружить, отклонились ли какие-нибудь частицы из источников вне газовой планеты. К их удивлению появилось достаточно много данных, чтобы закончить карту интенсивности атомов, и они обнаружили пояс частиц горячего, высокого давления, куда межзвездный ветер течет нашим пузырем гелиооболочки.

Дополнительные данные были получены IBEX и двумя космическими кораблями Voyageur. Объединенная информация от IBEX, Cassini и миссий Voyageur позволила ученым закончить фотографию нашего небольшого уголка во Вселенной. Чтобы увидеть короткую мультипликацию гелиосферы нажмите здесь. Результаты объединенного отображения были изданы в Science от 13 ноября 2009 года.

Источник: JPL