Скорость солнечного ветра замедляется около Плутона

Измерения, проведенные прибором «Солнечный ветер вокруг Плутона» (SWAP) на борту космического корабля «Новые горизонты» НАСА, дают важную новую информацию из самых отдаленных уголков космоса, которые когда-либо исследовались. В статье, недавно опубликованной в Astrophysical Journal, группа, возглавляемая Юго-Западным исследовательским институтом, показывает, как солнечный ветер — сверхзвуковой поток заряженных частиц, выдуваемых Солнцем, — эволюционирует на растущих расстояниях от Солнца.

«Раньше только миссии Pioneer 10 и 11 и Voyager 1 и 2 исследовали внешнюю солнечную систему и внешнюю гелиосферу, но теперь New Horizons делает это с помощью более современных научных инструментов», — сказал доктор Хизер Эллиотт, штатный сотрудник SwRI, а также заместитель главного исследователя по инструменту SWAP и ведущий автор статьи. «Влияние нашего Солнца на космическую среду распространяется далеко за пределы внешних планет и SWAP показывает нам новые аспекты того, как эта среда меняется с расстоянием».

Солнечный ветер заполняет пузырчатую область пространства, охватывающую нашу солнечную систему, называемую гелиосферой. На борту аппарата «New Horizons» SWAP собирает подробные ежедневные измерения солнечного ветра, а также других ключевых компонентов, называемых «межзвездными поглощающими ионами» во внешней гелиосфере. Эти межзвездные поглощающие ионы создаются, когда нейтральный материал из межзвездного пространства попадает в солнечную систему и ионизируется светом от Солнца или обменными взаимодействиями с ионами солнечного ветра.

Когда солнечный ветер движется дальше от Солнца, он сталкивается с растущим количеством материала из межзвездного пространства. Когда межзвездный материал ионизируется, солнечный ветер взаимодействует с материалом и, как предположили исследователи, замедляется и нагревает материал. SWAP теперь обнаружил и подтвердил этот прогнозируемый эффект.

Команда SWAP сравнила измерения скорости солнечного ветра New Horizons с 21 до 42 астрономических единиц со скоростями на расстоянии в 1 а.е. как с космического корабля Advanced Composition Explorer (ACE), так и Обсерватории солнечно-земных связей (STEREO). (Одна астрономическая единица равна расстоянию между Солнцем и Землей). На расстоянии в 21 а.е. оказалось, что SWAP может обнаруживать замедление солнечного ветра. Однако, когда «Новые горизонты» вышел за пределы Плутона, между 33 и 42 а.е., солнечный ветер замедлил свою скорость на 6-7% больше, чем на расстоянии в 1 а.е., подтверждая этот эффект.

В дополнение к подтверждению замедления солнечного ветра на больших расстояниях, изменение температуры и плотности солнечного ветра может также дать возможность оценить, когда новые горизонты присоединятся к космическому аппарату «Вояджер» с другой стороны от терминального удара, пограничной отметки, где солнечный ветер замедляется до скорости менее скорости звука, когда он приближается к межзвездной среде. «Вояджер-1» пересек гелиосферную ударную волну в 2004 году на 94 а.е., в последующем Вояджер-2 в 2007 году на 84 а.е.. Основываясь на текущих более низких уровнях солнечной активности и более низких давлениях солнечного ветра, ожидается, что граница переместилась ближе к Солнцу с момента пересечения ее Вояджерами. Самое раннее, New Horizons достигнет границы в середине 2020-х гг. По мере увеличения активности солнечного цикла и увеличение давления, вероятно, эти факторы расширят гелиосферу. Это может подтолкнуть ее к диапазону 84-94 а.е., обнаруженному космическим аппаратом Voyager.

Путешествие New Horizons через внешнюю гелиосферу контрастирует с Вояджером в том, что текущий солнечный цикл мягок по сравнению с очень активным солнечным циклом Вояджера, пережитым во внешней гелиосфере. В дополнение к измерению солнечного ветра, SWAP New Horizons является чрезвычайно чувствительным и одновременно измеряет низкие потоки межзвездных поглощающих ионов с беспрецедентным временным разрешением и обширным пространственным охватом. «Новые горизонты» также являются единственным космическим кораблем, изучающим солнечный ветер за пределами Марса (1,5 а.е.) и, следовательно, единственным космическим аппаратом, измеряющим взаимодействия между солнечным ветром и межзвездным материалом во внешней гелиосфере во время текущего мягкого солнечного цикла. New Horizons находится на пути к тому, чтобы стать первым космическим кораблем, который будет измерять как солнечный ветер, так и межзвездные пики-ионы в момент пересечения границы.

«Новые горизонты значительно расширили наши знания о далеких планетарных объектах, и вполне уместно, что теперь они также раскрывают новые знания о нашем Солнце и его гелиосфере», — сказал главный исследователь New Horizons доктор Алан Стерн из SwRI.

Источник:https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20191202185101