Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Межзвездные нейтралы затормозили и подогрели солнечный ветер за орбитой Плутона

Southwest Research Institute/NASA/Adler Planetarium

Астрономы подтвердили замедление и нагрев потока солнечного ветра за пределами орбиты Плутона, которые связаны с захватом межзвездных нейтралов. Собранные с помощью межпланетной станции New Horizons данные позволяют узнать больше о внешней области гелиосферы. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal.

Существующие на сегодня магнитогидродинамические модели солнечного ветра предсказывают, что, по мере удаления потока частиц от Солнца, он будет все больше замедляться и нагреваться за счет взаимодействия с нейтральными частицами из межзвездной среды, которые будут ионизироваться и захватываться солнечным ветром. Частично это было подтверждено данными, полученными зондами «Пионер-10», «Пионер-11» и «Вояджер-2», а также аппаратами, изучающими Солнце и магнитосферу Земли. Например, «Вояджер-2» выявил снижение скорости солнечного ветра на шесть процентов на расстояниях между 25 и 40 астрономическими единицами от Солнца, и на десять процентов на расстоянии около шестидесяти астрономических единиц от Солнца. Сравнение этих данных с данными, полученными зондом IMP-8, работавшим на околоземной орбите, показало снижение скорости солнечного ветра на 10 процентов на расстоянии 43 астрономических единиц от Солнца.

В настоящее время межпланетная станция New Horizons, оснащенная инструментом SWAP (Solar Wind Around Pluto), является единственным источником данных о поведении солнечного ветра и межзвездных ионов за пределами орбиты Марса. Аппарат движется в плоскости эклиптики, а возможности прибора позволяют напрямую сопоставить количество захваченных солнечным ветром ионов межзвездного газа и величину замедления и нагрева потока солнечной плазмы во внешней части гелиосферы.

Группа астрономов во главе с Хизер Эллиот (Heather Elliott) сообщила о результатах анализа данных, накопленных инструментом SWAP, когда New Horizons находился на расстоянии от 21 до 42 астрономических единиц от Солнца, и их сравнении с данными, полученными аппаратами ACE и STEREO, работающими на расстоянии около одной астрономической единицы от звезды. 

Оказалось, что в диапазоне расстояний от 21 до 42 астрономических единиц от Солнца (за пределами орбиты Плутона) плотность солнечного ветра постепенно падает, а температура растет, при этом она оказывается выше, чем ожидалось для адиабатического профиля зависимости температуры от расстояния. Уменьшение скорости солнечного ветра из-за захвата межзвездного вещества для расстояний 30–43 астрономических единиц от Солнца составляет от 5 до 7 процентов от первоначального значения. Ученые также определили, что показатель политропы для солнечного ветра линейно уменьшается с увеличением расстояния от Солнца. 

Полученные данные согласуются с результатами моделирований. Стоит отметить, что достаточно трудно определить, что вносит больший вклад в увеличение температуры солнечного ветра на таких расстояниях от Солнца — межзвездные нейтралы или увеличение количества частиц быстрого солнечного ветра. Ожидается, что New Horizons пересечет границу ударной волны, где скорость солнечного ветра перестает быть сверхзвуковой, в середине следующего десятилетия.

Об открытиях, совершенных станцией New Horizons, можно узнать из нашего материала и на специальной странице.

Александр Войтюк

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.