Астрономи з'ясували, чому геліосфера може бути у формі круасана

Рік тому вчені заявили, що геліосфера (простір у космосі, заповнений сонячним випромінюванням) має форму круасана. Такого висновку дійшли на основі даних трьох космічних зондів (двох «Вояджерів» та зонда «Нові горизонти»), які зараз перебувають максимально далеко від Землі: наприклад, «Вояджер-2» вже перетнув кордон Сонячної системи. На початку грудня 2021 року група вчених під керівництвом астрофізикині з університету Бостона Мерави Офер опублікувала результати дослідження, в якому дається відповідь на те, чому геліосфера має форму круассану, передає Science Alert.

Відповідно до дослідження, вирішальну роль у формуванні «круассана» грають нейтральні частки водню, що протікають у Сонячну систему з міжзоряного простору.

Щоб це зрозуміти, вчені проаналізували геліосферні подвійні джети (струмені), що виходять із полюсів Сонця, сформовані взаємодією магнітного поля Сонця з міжзоряним магнітним полем. Замість того, щоб виходити прямо, вони згинаються, підштовхувані міжзоряним потоком - як вістря круасану. Як і інші джети, струмені Сонця нестабільні. І геліосфера, сформована Сонцем, також видається нестабільною. Дослідники хотіли знати, чому.

Команда провела обчислювальне моделювання, зосередившись на нейтральних атомах водню – тих, що не несуть заряд. Ми знали, як ці потоки проходять через Всесвіт, але не знали, як вони можуть вплинути на геліосферу. Коли дослідники виключили нейтральні атоми зі своєї моделі, сонячні струмені раптово стали стабільними. Потім повернули назад.

"Коли я вставляю їх назад, все починає згинатися, центральна вісь починає ворушитися, а це означає, що щось усередині геліосферних струменів стає дуже нестабільним", - каже Офер.

Відповідно до аналізу команди, це відбувається через взаємодію нейтрального водню з іонізованою речовиною в геліошарі - зовнішній ділянці геліосфери. Це породжує нестабільність Релея-Тейлора або нестабільність, що виникає на межі розділу двох рідин різної щільності, коли легша рідина проштовхується у важчу. У свою чергу це викликає великомасштабну турбулентність у хвостах геліосфери.

Merav Opher

Це пояснення форми геліосфери може допомогти у розумінні того, як галактичні космічні промені проникають у Сонячну систему. Це допоможе нам краще зрозуміти радіаційне середовище Сонячної системи за межами захисного магнітного поля та атмосфери Землі.