Зонд New Horizons зафиксировал, как солнечный ветер теряет силу на окраинах Солнечной системы

Космический аппарат New Horizons, прославившийся историческим пролётом мимо Плутона и исследованием объекта пояса Койпера Аррокот, продолжает выполнять важные научные задачи спустя многие годы после своего запуска. Теперь данные, собранные аппаратом на огромном расстоянии от Солнца, позволили учёным проследить, как изменяется солнечный ветер по мере удаления от нашей звезды.

Результаты исследования помогают лучше понять процессы, происходящие на самых дальних рубежах Солнечной системы. Оказалось, что поток заряженных частиц постепенно замедляется и изменяет свои свойства, взаимодействуя с межзвёздной средой. Эти наблюдения особенно ценны, поскольку подобных измерений на столь больших расстояниях ранее практически не существовало.

Что такое солнечный ветер

Солнечный ветер представляет собой непрерывный поток электрически заряженных частиц, который постоянно выбрасывается внешними слоями Солнца.

В основном он состоит из:

• протонов;
• электронов;
• ядер гелия;
• небольшого количества более тяжёлых ионов.

Эти частицы распространяются во всех направлениях и формируют своеобразную «атмосферу» Солнца, охватывающую всю Солнечную систему.

Именно солнечный ветер создаёт огромное магнитное образование — гелиосферу, которая окружает все планеты и служит своеобразным барьером между Солнечной системой и межзвёздным пространством.

Почему солнечный ветер так важен

Несмотря на своё название, солнечный ветер совсем не похож на привычный земной ветер.

Это поток плазмы, который оказывает влияние практически на всё в Солнечной системе.

Он:

• взаимодействует с магнитными полями планет;
• вызывает полярные сияния;
• влияет на работу спутников;
• способен создавать помехи радиосвязи;
• определяет условия космической погоды;
• воздействует на космические аппараты и астронавтов.

Понимание его поведения имеет большое значение как для фундаментальной науки, так и для будущих космических экспедиций.

Почему исследовать его сложно

Большинство космических аппаратов работают относительно недалеко от Солнца.

Они исследуют солнечный ветер в районе Земли, Марса или внутренних областей Солнечной системы.

Однако по мере удаления характеристики потока постепенно меняются.

Получить прямые измерения очень трудно, поскольку лишь немногие аппараты смогли достичь таких расстояний.

Именно поэтому наблюдения New Horizons представляют особую ценность.

Где сейчас находится New Horizons

Аппарат был запущен NASA в январе 2006 года.

Главной целью миссии стало первое детальное исследование Плутона.

После успешного пролёта в 2015 году зонд продолжил движение дальше.

Позже он исследовал небольшой объект Аррокот в поясе Койпера, а затем продолжил путь к внешним границам Солнечной системы.

Сегодня аппарат находится на расстоянии, значительно превышающем расстояние между Землёй и Плутоном, и продолжает передавать научные данные.

Что удалось обнаружить

Измерения показали, что по мере удаления от Солнца солнечный ветер постепенно теряет скорость.

Это происходит не мгновенно.

Поток медленно изменяет свои характеристики, взаимодействуя с окружающим космическим пространством.

Учёные смогли проследить этот процесс на значительно больших расстояниях, чем было возможно ранее.

Подобные данные позволяют проверить существующие модели строения гелиосферы.

Почему ветер начинает замедляться

Солнечный ветер распространяется в почти пустом пространстве.

Однако даже межпланетная среда не является абсолютно пустой.

На своём пути поток сталкивается с:

• межзвёздным газом;
• нейтральными атомами;
• магнитными полями;
• частицами космических лучей.

Подобные взаимодействия постепенно изменяют свойства плазмы и снижают скорость её движения.

Что происходит у границы Солнечной системы

Гелиосфера не имеет жёсткой оболочки.

Она постепенно переходит в межзвёздную среду.

Перед самой границей солнечный ветер начинает заметно замедляться и изменять своё направление.

Эта область представляет огромный интерес для исследователей.

Именно здесь происходит взаимодействие вещества, приходящего от Солнца, с веществом, заполняющим пространство между звёздами.

Почему данные New Horizons особенно ценны

Ранее подобные исследования проводили аппараты Voyager 1 и Voyager 2.

Однако они уже достигли межзвёздного пространства и находятся в других областях.

New Horizons исследует совершенно иной участок внешней части гелиосферы.

Это позволяет получать новые сведения о структуре солнечного ветра до пересечения её внешних границ.

Каждое подобное измерение помогает сделать общую картину значительно более полной.

Как аппарат проводит измерения

На борту зонда установлен комплекс научных приборов, предназначенных для регистрации параметров окружающей среды.

Они позволяют определять:

• плотность частиц;
• скорость солнечного ветра;
• направление движения плазмы;
• характеристики энергетических частиц;
• особенности взаимодействия солнечного ветра с окружающей средой.

Даже спустя почти два десятилетия после запуска оборудование продолжает успешно работать.

Почему миссия оказалась намного длиннее первоначального плана

Первоначально основной задачей считалось исследование Плутона.

Однако после выполнения этой программы аппарат сохранил работоспособность.

Запаса энергии радиоизотопного источника оказалось достаточно для продолжения исследований.

В результате New Horizons постепенно превратился в уникальную межпланетную лабораторию, изучающую самые удалённые районы Солнечной системы.

Как результаты помогут будущим экспедициям

Понимание поведения солнечного ветра важно для всех миссий, которые отправятся к дальним планетам и за пределы пояса Койпера.

Полученные данные позволят:

• точнее моделировать условия полёта;
• лучше прогнозировать космическую погоду;
• совершенствовать системы защиты электроники;
• уточнить строение гелиосферы;
• повысить точность расчётов будущих межзвёздных миссий.

Кроме того, информация помогает лучше понять, как солнечная активность влияет на окружающее межзвёздное пространство.

Почему внешняя часть Солнечной системы остаётся малоизученной

Несмотря на десятилетия космических исследований, самые удалённые районы нашей планетной системы остаются одной из наименее изученных областей.

Причина проста: полёт туда занимает многие годы.

Даже самые быстрые космические аппараты достигают таких расстояний лишь спустя десятилетия после запуска.

Поэтому каждая новая серия измерений имеет исключительно высокую научную ценность.

Миссия, которая продолжает приносить открытия

История New Horizons показывает, что космические аппараты способны приносить важнейшие научные результаты значительно дольше первоначально запланированного срока службы. После исследования Плутона миссия не завершилась — напротив, она открыла новую страницу в изучении внешней части Солнечной системы.

Новые данные о замедлении солнечного ветра позволяют лучше понять устройство гелиосферы и её взаимодействие с межзвёздным пространством. По мере того как аппарат продолжает удаляться от Солнца, он остаётся одним из немногих действующих исследователей самых дальних рубежей нашей планетной системы, где каждое новое измерение помогает уточнить представления о том, как устроено космическое пространство за пределами орбит известных планет.

Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com