Оцените:

2

Рубрика: Космос

Космос подпоясал Солнечную систему

25.01.2010комментариев: 0просмотров: 886

Родной пузырь

Так началось космическое путешествие научной станции IBEX, задача которой — пощупать частицы межзвездного ветра и выяснить, как его поток обдувает Солнечную систему. Меньше чем через полчаса, когда «Звездочет» садился на ВПП атолла Кваджалейн, исследователь межзвездной границы (interstellar boundary explorer — именно так расшифровывается IBEX) уже начинал свой первый виток вокруг Земли. В последующие дни разгонный блок IBEX постепенно вытягивал его орбиту и в итоге вытянул ее почти до орбиты Луны — на 300 тыс. км. По этому эллипсу аппарат и крутится уже почти год, собирая бесценную информацию для астрономов и специалистов по космической плазме.

IBEX относится к классу относительно недорогих исследовательских миссий NASA, цена которых не должна превосходить $100−120 млн. На борту космического аппарата только две камеры, и у каждой из них всего один пиксел. По этому показателю ваш цифровой фотоаппарат в миллионы раз круче. Зато камеры IBEX ловят не фотоны, как почти каждый астрономический прибор, а быстро летящие атомы: одна, IBEX-Hi, — те, что побыстрее, другая, IBEX-Lo, — те, что помедленнее.

Эти «энергичные нейтральные атомы», или ЭНА, прилетели к нам с самого края гелиосферы — космических владений Солнца, где солнечный ветер уже затихает, почувствовав встречный поток межзвездной плазмы, но само межзвездное пространство еще не началось. Оно находится за так называемой гелиопаузой — границей нашего космического пузыря, выдутого солнечным ветром и сплющенного ветром межзвездным. Ударные волны, расположенные по обе стороны от гелиопаузы, защищают Землю и от космических лучей, которые, к примеру, помогают образованию молний и, не исключено, даже влияют на климат нашей планеты.

К счастью, нейтральные атомы через гелиопаузу проникают, а их следы не перепутываются магнитным полем плазмы. Детекторы IBEX, Hi и Lo, рассчитаны на атомы трех видов — водорода, гелия и кислорода, которые совершенно по-разному взаимодействуют с потоком частиц от Солнца. Водород и кислород солнечный ветер заметно придерживает, а гелий в этом плане почти инертен (по причинам, сходным с теми, что определяют его химическую инертность). Сравнивая потоки и энергии атомов с разных направлений, ученые надеются понять, как устроена переходная область между гелиосферой и межзвездным пространством.

Ураган не пройдет

Между прочим, помимо таких наблюдений человечество способно проводить прямые исследования с помощью зондов, которые находятся непосредственно на месте событий. Американские межпланетные станции Voyager 1 и Voyager 2 несколько лет назад пересекли внутреннюю ударную волну со стороны набегающего межзвездного потока, попутно выяснив, что гелиопауза приплюснута с юга. За ними следует аппарат Pioneer 11, а его напарник Pioneer 10 находится с противоположной стороны, в хвосте нашего пузыря.

Тем не менее эти зонды, по словам ученых, сродни метеостанциям, которые очень хорошо фиксируют погоду, но лишь в одном месте. IBEX — что-то вроде метеорологического спутника Земли, который видит глобальную погодную картину. Если бы на Земле было всего четыре метеостанции, ученые бы не знали даже о циклонах ураганных масштабов — за теми редкими исключениями, что проходят непосредственно над станциями.

IBEX составил глобальную карту гелиосферы, как ее видно в потоках энергетических нейтральных атомов. И, как оказалось, самый заметный, по-настоящему глобальный и совершенно не ожидавшийся учеными «ураган» прошел ровно посредине между траекториями двух Voyager. Сразу пять статей, рассказывающих о нейтральных атомах, карте, «урагане» и выводах, которые ученые успели сделать из этой находки, принято к публикации в Science. К этой пятерке примыкает похожее исследование, сделанное не с Земли, а с Сатурна — с помощью космической станции Cassini, кружащейся вокруг окольцованной планеты с 2004 года.

Межзвездный пояс

Формально IBEX — исследовательская миссия американского космического агентства. Тем не менее в его разработку и создание внесли вклад ученые не только из США, но и из Германии, Польши, России и Швейцарии. Нашу страну в проекте представлял доктор физико-математических наук Владислав Измоденов, работающий на механико-математическом факультете МГУ, а также в Институте космических исследований и Институте проблем механики РАН. О неожиданных результатах работы автор статей в Science рассказал в интервью.

«Первая же карта, полученная на IBEX, преподнесла большой сюрприз. Был обнаружен гелиосферный пояс энергичных атомов, на картах частиц различных энергий видна яркая широкая полоса, которая, подобно радуге, пересекает все небо, — рассказал Владислав Измоденов. — Существование этого пояса никем не ожидалось и не было предсказано ни в одной из моделей внешней гелиосферы. Природа этого пояса также неясна».

Тем не менее некоторые намеки на его происхождение есть. «По-видимому, ориентация пояса сильно коррелирует с направлением межзвездного магнитного поля, — обращает внимание ученый. — Возможно, величина межзвездного магнитного поля в окрестности Солнца является достаточно большой».

Кстати, это не первый намек на сильное влияние галактического магнитного поля на строение гелиосферы. В 2007 году, когда второй «Вояджер» пересек ударную волну в солнечном ветре, выяснилось, что гелиосфера сильно сплюснута: с юга она подходит гораздо ближе к Солнцу, чем с севера. «В статье, опубликованной в этом году в Space Science Reviews, мы, проанализировали асимметрию, обнаруженную «Вояджерами», и заключили, что это возможно под влиянием межзвездного магнитного поля», — отмечает Измоденов.

Впрочем, загадки это не снимает: само по себе наличие сильного межзвездного поля не приводит к образованию пояса из энергичных частиц. По словам российского специалиста, должен быть какой-то физический процесс (или процессы), который и приводит к образованию пояса. «В настоящее время никто не знает, что это за процессы, их еще только предстоит найти», — признает ученый.

Читать дальше...

Тэги: пузырь, солнце, солнечная система, космос