На самой дальней границе Солнечной системы, в области гелиощита происходит важнейшее событие: взаимодействие солнечного ветра с межзвездным газом. При этом львиная доля энергии попросту теряется в неизвестном направлении. Лишь недавно удалось понять, куда.

Аппараты Voyager находятся у дальних пределов Солнечной системы
А пара зондов-близнецов STEREO — у самого Солнца
Близнецы STEREO обнаружили поток нейтральных атомов, идущих от самых границ Солнечной системы, где солнечный ветер взаимодействует с межзвездным газом, и куда добрались зонды Voyager

От нашего Солнца непрерывно исходит поток высокоэнергетических ионизированных частиц гелиево-водородной плазмы, который известен под названием солнечного ветра. Скорость их полета поистине впечатляет — от 300 до 1200 км/с, хотя, конечно, с удалением от звезды она понемногу падает. Область, где эта скорость остается значительной (выше скорости звука), и где, соответственно, влияние солнечного ветра велико, называется «гелиосферой». Она очерчивает условную границу Солнечной системы — примерно вдвое больше, чем радиус вращения Плутона. За этими пределами плазма окончательно «сталкивается» с межзвездным веществом (весьма разреженным газом, состоящим в основном из водорода), и здесь наступает сравнительное спокойствие. Эта пограничная область называется «гелиопаузой» и расположена на расстоянии примерно в 100 астрономических единиц от Солнца (то есть, 100 расстояний от Солнца до Земли). С противоположной стороны гелиопаузы (примерно в 230 а.е. от Солнца) межзвездное вещество, сталкиваясь с плазмой солнечного ветра, также резко замедляется.

Можно сказать, что вся наша система несется в космическом пространстве в эдаком колоссальном коконе, образованном непрерывным взаимодействием потоков частиц и порождаемых ими вторичных потоков. В эту удаленную область удалось добраться буквально считанным космическим миссиям — в частности, Voyager. Первый из запущенных еще в 1970-е аппаратов Voyager не так давно достиг дальних пределов — гелиощита (читайте об этом важном событии: «Тайны гелиосферы»), а чуть отстающий от него Voyager 2 совершил это немногим позже. Здесь находится область ударной волны, где и происходит столкновение частиц солнечного ветра и межзвездного газа. Одна из важных загадок этой области — несоответствие между энергией, которую привносит сюда солнечный ветер, и той энергией, которую в итоге создает его взаимодействие с межзвездным газом. По всем расчетам (сделанным на основе присланных аппаратами Voyager данных), энергия создаваемой ударной волны в сумме с энергией нейтральных атомов, которые здесь разгоняются до колоссальных скоростей, на целых 70% меньше, чем это должно было бы быть.

В своем новом исследовании группа ученых во главе с Джанет Лахман (Janet Luhmann) проанализировала информацию, собранную бортовыми датчиками зондов STEREO. Вообще, эти аппараты весьма удачно работают и по прямому назначению, изучая Солнце. Мы уже рассказывали и о том, как они зафиксировали трагическое столкновение кометы со звездой («Солнце кусается»), и о том, как его радиоволны превращают обычные электроны в «суперкиллеров» («Мгновенный разгон»), и даже показывали первые в истории стереофотографии Солнца, сделанные этой же миссией («Стереокосмос»). Однако установленные на зондах датчики IMPACT, способные регистрировать незаряженные атомы, позволили сделать еще одно открытие.

Именно они зафиксировали до сих пор неизвестные потоки атомов, исходящие как раз из зоны гелиощита, где находятся зонды Voyager — в отличие от обнаруженных ранее, эти частицы не отличаются высокой энергией, но в сумме несут те самые недостающие 70 процентов. По мнению физиков, эти нейтральные частицы некогда были заряженными ионами, которые потеряли заряд при взаимодействии с межзвездным газом и, более не испытывая воздействия магнитных полей, отправились обратно к Солнцу, где и попались «на глаза» миссии STEREO.

По пресс-релизу UC Berkeley