Год назад ученые заявили, что гелиосфера (пространство в космосе, которое заполняет солнечное излучение) имеет форму круассана. К такому выводу пришли на основе данных трех космических зондов (двух «Вояджеров» и зонда «Новые горизонты»), которые сейчас находятся максимально далеко от Земли: например, «Вояджер-2» уже пересёк границу Солнечной системы. В начале декабря 2021 года группа ученых под руководством астрофизикини из Бостонского университета Меравы Офер опубликовала результаты исследования, в котором дается ответ на то, почему гелиосфера имеет форму круассана, передает Science Alert.
Согласно исследованию, решающую роль в формировании «круассана» играют нейтральные частицы водорода, текущие в Солнечную систему из межзвездного пространства.
Чтобы это понять, ученые проанализировали гелиосферные двойные джеты (струи), которые исходят из полюсов Солнца, сформированные взаимодействием магнитного поля Солнца с межзвездным магнитным полем. Вместо того, чтобы исходить прямо, они изгибаются, подталкиваемые межзвездным потоком - как острия круассана. Как и другие джеты, струи Солнца нестабильны. И гелиосфера, сформированная Солнцем, тоже кажется нестабильной. Исследователи хотели знать, почему.
Команда провела вычислительное моделирование, сосредоточившись на нейтральных атомах водорода - тех, которые не несут заряд. Мы знали, как эти потоки проходят через Вселенную, но не знали, какое влияние они могут оказать на гелиосферу. Когда исследователи исключили нейтральные атомы из своей модели, солнечные струи внезапно стали стабильными. Потом вернули обратно.
«Когда я вставляю их обратно, все начинает сгибаться, центральная ось начинает шевелиться, а это означает, что что-то внутри гелиосферных струй становится очень нестабильным», - говорит Офер.
Согласно анализу команды, это происходит из-за взаимодействия нейтрального водорода с ионизированным веществом в гелиослое - внешней области гелиосферы. Это порождает нестабильность Рэлея-Тейлора или нестабильность, которая возникает на границе раздела двух жидкостей разной плотности, когда более легкая жидкость проталкивается в более тяжелую. В свою очередь, это вызывает крупномасштабную турбулентность в хвостах гелиосферы.
Это объяснение формы гелиосферы может помочь в понимании того, как галактические космические лучи проникают в Солнечную систему. Это может помочь нам лучше понять радиационную среду Солнечной системы за пределами защитного магнитного поля и атмосферы Земли.