Астрономы разобрались, почему Солнечная система имеет форму круассана

Солнечная система находится в магнитном пузыре.

Ветер и радиация от Солнца распространяется в межзвездное пространство. Когда  давление потока солнечного ветра уравновешивается с давлением межзвездной плазмы, образуется гелиопауза. Пространство, расположенное внутри, называется гелиосферой.

Гелиосфера защищает объекты Солнечной системы от мощного космического излучения.
Определить форму гелиосферы нелегкая задача, поскольку мы находимся внутри, и ее границы не очень-то и видны.

Но нет ничего невозможного. Ученые получили новые данные после того, как два космических зонда, “Вояджер-1” и “Вояджер-2”, а также аппарат миссии New Horizons достигли отдаленных краев солнечной системы. Собственно, зонды “Вояджер” уже пересекли границы гелиосферы и сейчас путешествуют в межзвездном пространстве.

Рисунок «Вояджера», покидающего Солнечную систему

В прошлом году благодаря данным, собранным этими зондами, ученые смогли определилить форму гелиосферы. Оказалось, что она выглядит словно какой-то странный космический круассан. Теперь же астрофизики узнали, каким образом этот «круассан» сформировался — скорее всего главную роль в его создании сыграли частицы нейтрального водорода, проникающие в солнечную систему из межзвездного пространства.

Команда изучила потоки, исходящие из гелиосферы. Два потока-близнеца, образованные из материала, который выделяется из полюсов Солнца, сформировались в результате взаимодействия солнечного магнитного поля с межзвездным. Под влиянием межзвездного течения эти гелиосферные потоки изгибаются, словно края круассана.

Модель гелиосферы, на которой видны потоки

Все выглядит похожим на другие астрофизические потоки, которые астрономы наблюдали в космосе. И точно также, как и в этих других потоках, солнечные “струи” нестабильны. Гелиосфера, образованная Солнцем, тоже судя по всему нестабильна.

Ученые захотели узнать, почему так получилось.

Команда исследователей Бостонского университета под руководством Мерав Офер создала компьютерную модель, обратив особое внимание на нейтральные атомы водорода — те, которые не несут заряда. Ученые знали о существовании таких потоков во Вселенной, но было неясно, какое воздействие они могут оказывать на гелиосферу.

Стоило ученым убрать из модели нейтральные атомы, как солнечные потоки стабилизировались. После чего астрономы вернули эти атомы обратно в модель. Сразу после этого гелиосферные потоки снова начали изгибаться.

Ученые пришли к выводу, что такое происходит в результате взаимодействия нейтрального водорода с ионизированным веществом в гелиослое — внешней области гелиосферы. Подобное взаимодействие создает нестабильность Рэлея-Тейлора, которая возникает на границе двух жидкостей разной плотности, когда более легкая жидкость перетекает в более тяжелую. Это явление становится причиной масштабной турбулентности в хвостах гелиосферы.

Проведенное исследование дает элегантное объяснение форме гелиосферы, и помогает нам лучше понять пути, по которым галактические космические лучи проникают в Солнечную систему. Мы также можем получить более полное представление о радиационном окружении Солнечной системы, находящемся за пределами защитного магнитного поля и атмосферы Земли.

По материалам Science Alert

Читайте также:

За 40 лет «Вояджеры» улетели за 20 млрд км от Земли, но продолжают работать

Вокруг Солнечной системы слышен устойчивый гул