stringtranslate.com

гелиосфера

  • Вверху : Схема гелиосферы, движущейся через межзвездную среду :
    1. Гелиооболочка : внешняя область гелиосферы; солнечный ветер сжат и турбулентен
    2. Гелиопауза : граница между солнечным ветром и межзвездным ветром, где они находятся в равновесии.
  • В центре : вода, стекающая в раковину, как аналогия гелиосферы и ее различных зон (слева) и космический корабль «Вояджер» , измеряющий падение частиц высокой энергии солнечного ветра в конце ударной волны (справа).
  • Внизу : логарифмический масштаб Солнечной системы и положение Вояджера-1 . Глизе 445 , крайний справа, напротив, находится примерно в 10 000 раз дальше от Солнца, чем «Вояджер» .

Гелиосфера это магнитосфера , астросфера и внешний слой атмосферы Солнца . Он принимает форму обширной области пространства , похожей на пузырь с хвостом . С точки зрения физики плазмы, это полость, образованная Солнцем в окружающей межзвездной среде . «Пузырь» гелиосферы постоянно «надувается» плазмой , исходящей от Солнца, известной как солнечный ветер . За пределами гелиосферы эта солнечная плазма уступает место межзвездной плазме, пронизывающей Млечный Путь . Как часть межпланетного магнитного поля , гелиосфера защищает Солнечную систему от значительного количества космического ионизирующего излучения ; однако незаряженные гамма-лучи не затрагиваются. [1] Его название, вероятно, было придумано Александром Дж. Десслером , которому приписывают первое использование этого слова в научной литературе в 1967 году. [2] Научное исследование гелиосферы — это гелиофизика , которая включает в себя космическую погоду и космический климат . .

Беспрепятственно протекая через Солнечную систему на миллиарды километров, солнечный ветер простирается далеко за пределы даже района Плутона , пока не сталкивается с «конечной ударной волной», где его движение резко замедляется из-за внешнего давления межзвездной среды. «Гелиооболочка» — это широкая переходная область между завершающей ударной волной и крайним краем гелиосферы, «гелиопаузой». Общая форма гелиосферы напоминает форму кометы ; с одной стороны он примерно сферический, а с другой стороны - длинный хвост, известный как «гелиохвост».

Два космических корабля программы «Вояджер» исследовали внешние пределы гелиосферы, пройдя через граничную ударную волну и гелиооболочку. «Вояджер-1» столкнулся с гелиопаузой 25 августа 2012 года, когда космический корабль зафиксировал внезапное увеличение плотности плазмы в сорок раз . [3] «Вояджер-2» пересек гелиопаузу 5 ноября 2018 года. [4] Поскольку гелиопауза отмечает границу между материей, происходящей от Солнца, и материей, происходящей из остальной части галактики, космические корабли, покидающие гелиосферу (например, два «Вояджера») находятся в межзвездном пространстве .

Состав

Солнце сфотографировано на длине волны 19,3 нанометра ( ультрафиолет ).

Несмотря на свое название, форма гелиосферы не является идеальной сферой. [5] Его форма определяется тремя факторами: межзвездной средой (ISM), солнечным ветром и общим движением Солнца и гелиосферы при прохождении через ISM. Поскольку солнечный ветер и МЗС являются текучими, форма и размер гелиосферы также изменчивы. Однако изменения солнечного ветра сильнее меняют колеблющееся положение границ в коротких временных масштабах (от часов до нескольких лет). Давление солнечного ветра меняется гораздо быстрее, чем внешнее давление МЗС в любом данном месте. В частности, считается значительным влияние 11-летнего солнечного цикла , в котором наблюдается отчетливый максимум и минимум активности солнечного ветра.

В более широком масштабе движение гелиосферы через жидкую среду МЗС приводит к общей форме, напоминающей комету. Плазма солнечного ветра, которая движется примерно «вверх по течению» (в том же направлении, что и движение Солнца через галактику), сжимается до почти сферической формы, тогда как плазма, движущаяся «вниз по течению» (против движения Солнца), вытекает наружу в течение некоторого времени. гораздо большее расстояние, прежде чем уступить место ISM, определяя длинную, висячую форму гелиохвоста.

Ограниченные доступные данные и неизученная природа этих структур привели к появлению множества теорий относительно их формы. [6] В 2020 году Мерав Офер возглавил группу исследователей, которые определили, что форма гелиосферы представляет собой полумесяц [7] , который можно описать как сдутый круассан. [8] [9]

Солнечный ветер

Солнечный ветер состоит из частиц ( ионизированных атомов солнечной короны ) и полей, подобных магнитному полю , которые производятся Солнцем и устремляются в космос. Поскольку Солнце вращается примерно раз в 25 дней, гелиосферное магнитное поле [10], переносимое солнечным ветром, сворачивается в спираль. Солнечный ветер влияет на многие другие системы Солнечной системы; например, изменения собственного магнитного поля Солнца переносятся солнечным ветром наружу, вызывая геомагнитные бури в магнитосфере Земли .

Гелиосферный токовый слой выходит на орбиту Юпитера.

Гелиосферный токовый слой

Гелиосферный токовый слой — это пульсация в гелиосфере, создаваемая вращающимся магнитным полем Солнца. Он отмечает границу между областями гелиосферного магнитного поля противоположной полярности. Простирающийся по всей гелиосфере гелиосферный токовый слой можно считать самой большой структурой в Солнечной системе и, как говорят, он напоминает «юбку балерины». [11]

Краевая структура

Внешняя структура гелиосферы определяется взаимодействием солнечного ветра с ветрами межзвездного пространства. Солнечный ветер устремляется от Солнца во всех направлениях со скоростью несколько сотен км/с в окрестностях Земли. На некотором расстоянии от Солнца, далеко за орбитой Нептуна , этот сверхзвуковой ветер должен замедлиться, чтобы встретиться с газами в межзвездной среде . Это происходит в несколько этапов:

Прекращение шока

Аналогия с «шоковым прекращением» с водой в раковине.

Завершающая ударная волна — это точка в гелиосфере, где солнечный ветер замедляется до дозвуковой скорости (относительно Солнца) из-за взаимодействия с местной межзвездной средой . Это вызывает сжатие , нагрев и изменение магнитного поля . Считается, что в Солнечной системе конечная ударная волна находится на расстоянии от 75 до 90 астрономических единиц [16] от Солнца. В 2004 году «Вояджер-1» пересек предельную ударную волну Солнца, а в 2007 году — «Вояджер-2» . [3] [5] [17] [18] [19] [ 20] [21] [22]

Удар возникает из-за того, что частицы солнечного ветра испускаются Солнцем со скоростью около 400 км/с, а скорость звука (в межзвездной среде) составляет около 100 км/с. (Точная скорость зависит от плотности, которая значительно колеблется. Для сравнения: Земля вращается вокруг Солнца со скоростью около 30 км/с, МКС вращается вокруг Земли со скоростью около 7,7 км/с, авиалайнеры летают над землей со скоростью около 0,2–0,3 км/с. км/с, автомобиль на типичном шоссе с ограниченным доступом развивает скорость около 0,03 км/с, а люди ходят со скоростью около 0,001 км/с.) Межзвездная среда, хотя и имеет очень низкую плотность, тем не менее имеет связанное с ней относительно постоянное давление; давление солнечного ветра уменьшается пропорционально квадрату расстояния от Солнца. По мере удаления от Солнца давление солнечного ветра падает до такой степени, что он больше не может поддерживать сверхзвуковой поток, преодолевая давление межзвездной среды, и в этот момент солнечный ветер замедляется до скорости ниже скорости звука, вызывая ударная волна . Далее от Солнца за завершающей ударной волной следует гелиопауза, когда два давления становятся равными и частицы солнечного ветра задерживаются межзвездной средой.

Другие потрясения завершения можно увидеть в наземных системах; Возможно, самый простой вариант – это просто направить воду из крана в раковину , создав гидравлический прыжок . Ударившись о дно раковины, текущая вода распространяется со скоростью, превышающей скорость местной волны , образуя диск мелкого, быстро расходящегося потока (аналог разреженного сверхзвукового солнечного ветра). По периферии диска образуется ударный фронт или стена воды; вне фронта ударной волны вода движется медленнее локальной скорости волны (аналог дозвуковой межзвездной среды).

Свидетельства, представленные Эдом Стоуном на заседании Американского геофизического союза в мае 2005 года, позволяют предположить, что космический корабль «Вояджер-1» преодолел завершающую ударную волну в декабре 2004 года, когда он находился на расстоянии около 94 а.е. от Солнца, благодаря изменению магнитных показаний, полученных с помощью ремесло. Напротив, «Вояджер-2» начал обнаруживать возвращающиеся частицы, когда он находился всего в 76 а.е. от Солнца, в мае 2006 года. Это означает, что гелиосфера может иметь неправильную форму: выпучиваться наружу в северном полушарии Солнца и смещаться внутрь на юге. [23]

Иллюстрация гелиосферы, опубликованная 28 июня 2013 года и включающая результаты космического корабля «Вояджер». [24] Гелиооболочка находится между терминальным шоком и гелиопаузой.

гелиооболочка

Гелиооболочка — это область гелиосферы за пределами завершающей ударной волны. Здесь ветер замедляется, сжимается и становится турбулентным из-за взаимодействия с межзвездной средой. В ближайшей точке внутренний край гелиооболочки находится примерно на расстоянии от 80 до 100 а.е. от Солнца. Предлагаемая модель предполагает, что гелиооболочка имеет форму комы кометы и проходит в несколько раз большее расстояние в направлении, противоположном пути Солнца в космосе. На наветренной стороне его толщина оценивается от 10 до 100 а.е. [25] Ученые проекта «Вояджер» определили, что гелиооболочка не является «гладкой» — это скорее «пенистая зона», заполненная магнитными пузырьками, каждый шириной около 1 а.е. [14] Эти магнитные пузыри создаются в результате воздействия солнечного ветра и межзвездной среды. [26] [27] «Вояджер-1» и «Вояджер-2» начали обнаруживать признаки пузырей в 2007 и 2008 годах соответственно. Вероятно, пузыри в форме колбасы образуются в результате магнитного пересоединения между противоположно ориентированными секторами солнечного магнитного поля по мере замедления солнечного ветра. Вероятно, они представляют собой автономные структуры, оторвавшиеся от межпланетного магнитного поля .

На расстоянии около 113 а.е. «Вояджер-1 » обнаружил «область застоя» внутри гелиооболочки. [28] В этом регионе солнечный ветер замедлился до нуля, [29] [30] [31] [32] интенсивность магнитного поля удвоилась, а высокоэнергетические электроны из галактики увеличились в 100 раз. Примерно на расстоянии 122 а.е. космический корабль вошел в новую область, которую ученые проекта «Вояджер» назвали «магнитной магистралью», область, все еще находящуюся под влиянием Солнца, но с некоторыми существенными отличиями. [33]

Гелиопауза

Гелиопауза – это теоретическая граница, где солнечный ветер останавливается межзвездной средой ; где сила солнечного ветра уже недостаточно велика, чтобы оттеснить звездные ветры окружающих звезд. Это граница, где уравновешивается давление межзвездной среды и солнечного ветра. О пересечении гелиопаузы должно сигнализировать резкое падение температуры заряженных частиц солнечного ветра, [30] изменение направления магнитного поля и увеличение числа галактических космических лучей . [34]

В мае 2012 года «Вояджер-1» обнаружил быстрое увеличение таких космических лучей (увеличение на 9% за месяц после более постепенного увеличения на 25% с января 2009 года по январь 2012 года), что позволяет предположить, что оно приближается к гелиопаузе. [34] В период с конца августа по начало сентября 2012 года «Вояджер-1» стал свидетелем резкого падения количества протонов от Солнца: с 25 частиц в секунду в конце августа до примерно 2 частиц в секунду к началу октября. [35] В сентябре 2013 года НАСА объявило, что «Вояджер-1» пересек гелиопаузу по состоянию на 25 августа 2012 года. [36] Это было на расстоянии 121 а.е. (1,81 × 10 10  км) от Солнца. [37] Вопреки предсказаниям, данные «Вояджера-1» показывают, что магнитное поле галактики совпадает с магнитным полем Солнца. [38]

5 ноября 2018 года миссия «Вояджер-2» зафиксировала внезапное уменьшение потока ионов низкой энергии. В то же время увеличился уровень космических лучей. Это продемонстрировало, что космический аппарат пересек гелиопаузу на расстоянии 119 а.е. (1,78 × 10 10  км) от Солнца. В отличие от «Вояджера-1» , космический корабль «Вояджер-2» не обнаружил межзвездные потоковые трубки во время пересечения гелиооболочки. [39]

НАСА собрало данные о гелиопаузе во время миссии SHIELDS в 2021 году. [40]

Гелиохвост

Гелиохвост — это хвост гелиосферы и, следовательно, хвост Солнечной системы. Его можно сравнить с хвостом кометы (однако хвост кометы при движении не тянется за ней, а всегда направлен в сторону от Солнца). Хвост — это область, где солнечный ветер замедляется и в конечном итоге покидает гелиосферу, медленно испаряясь из-за перезарядки. [41] По форме гелиохвост (недавно обнаруженный исследователем межзвездных границ НАСА – IBEX) напоминает четырехлистный клевер. [42] Частицы в хвосте не светятся, поэтому его нельзя увидеть обычными оптическими приборами. IBEX провел первые наблюдения гелиохвоста, измерив энергию «энергетических нейтральных атомов», нейтральных частиц, созданных в результате столкновений в пограничной зоне Солнечной системы. [42]

Было показано, что хвост содержит быстрые и медленные частицы; медленные частицы находятся сбоку, а быстрые частицы заключены в центре. Форма хвоста может быть связана с тем, что Солнце в последнее время посылает быстрые солнечные ветры возле своих полюсов и медленные солнечные ветры возле экватора. Хвост в форме клевера отдаляется все дальше от Солнца, в результате чего заряженные частицы начинают менять ориентацию.

Данные Кассини и IBEX бросили вызов теории «гелиохвоста» в 2009 году. [12] [13] В июле 2013 года результаты IBEX выявили 4-лопастной хвост в гелиосфере Солнечной системы. [43]

Пузырьковая гелиосфера, движущаяся в межзвездной среде.
Обнаружение энергетических нейтральных атомов (ENA) более сконцентрировано в одном направлении. [44]

Внешние конструкции

Гелиопауза — это последняя известная граница между гелиосферой и межзвездным пространством, заполненным материалом, особенно плазмой, не собственной звезды Земли, Солнца, а других звезд. [45] Несмотря на это, сразу за пределами гелиосферы (то есть «солнечного пузыря») существует переходная область, обнаруженная « Вояджером-1» . [46] Так же, как некоторое межзвездное давление было обнаружено еще в 2004 году, часть солнечного материала просачивается в межзвездную среду. [46] Считается, что гелиосфера находится в Местном межзвездном облаке внутри Местного пузыря , который представляет собой область в Рукаве Ориона Галактики Млечный Путь .

За пределами гелиосферы наблюдается сорокакратное увеличение плотности плазмы. [46] Также наблюдается радикальное сокращение обнаружения определенных типов частиц от Солнца и значительное увеличение количества галактических космических лучей. [47]

Поток межзвездной среды (ISM) в гелиосферу был измерен по крайней мере 11 различными космическими аппаратами по состоянию на 2013 год. [48] К 2013 году возникли подозрения, что направление потока со временем изменилось. [48] ​​Поток, исходящий с точки зрения Земли из созвездия Скорпиона, вероятно, изменил направление на несколько градусов с 1970-х годов. [48]

Водородная стена

По прогнозам, между головной ударной волной и гелиопаузой может находиться область горячего водорода, структура, называемая «водородной стеной». [49] Стена состоит из межзвездного материала, взаимодействующего с краем гелиосферы. В одной статье, опубликованной в 2013 году, изучалась концепция головной волны и водородной стенки. [50]

Другая гипотеза предполагает, что гелиопауза может быть меньше на той стороне Солнечной системы, которая обращена к орбитальному движению Солнца через галактику. Она также может меняться в зависимости от текущей скорости солнечного ветра и локальной плотности межзвездной среды. Известно, что она находится далеко за пределами орбиты Нептуна . Миссия космических кораблей «Вояджер-1» и «Вояджер -2» — найти и изучить завершающую ударную волну, гелиооболочку и гелиопаузу. Тем временем миссия IBEX пытается получить изображение гелиопаузы с околоземной орбиты в течение двух лет после запуска в 2008 году. Первоначальные результаты (октябрь 2009 г.) IBEX предполагают, что предыдущие предположения недостаточно учитывают истинную сложность гелиопаузы. [51]

В августе 2018 года долгосрочные исследования водородной стены космическим кораблем «Новые горизонты» подтвердили результаты, впервые обнаруженные в 1992 году двумя космическими кораблями «Вояджер» . [52] [53] Хотя водород обнаруживается с помощью дополнительного ультрафиолетового света (который может исходить из другого источника), обнаружение « Новыми горизонтами» подтверждает более ранние открытия «Вояджера» на гораздо более высоком уровне чувствительности. [54]

Ударная волна

Долгое время предполагалось, что Солнце создает «ударную волну» во время своих путешествий в межзвездной среде. Это могло бы произойти, если бы межзвездная среда двигалась сверхзвуково «к» Солнцу, поскольку ее солнечный ветер сверхзвуково движется «от Солнца». Когда межзвездный ветер достигает гелиосферы, он замедляется и создает область турбулентности. Считалось, что головная ударная волна могла произойти примерно на расстоянии 230 а.е. [16] , но в 2012 году было установлено, что она, вероятно, не существует. [15] Этот вывод стал результатом новых измерений: скорость LISM (локальной межзвездной среды) относительно Солнца ранее была измерена Улиссом как 26,3 км/с , тогда как IBEX измерил ее на уровне 23,2 км/с. [55]

Это явление наблюдалось за пределами Солнечной системы, вокруг звезд, отличных от Солнца, с помощью ныне вышедшего на пенсию орбитального телескопа GALEX НАСА . Было показано , что красный гигант Мира в созвездии Кита имеет как хвост обломков, выброшенных звездой, так и отчетливый толчок в направлении ее движения в космосе (со скоростью более 130 километров в секунду).

Методы наблюдения

Pioneer H , выставленный в Национальном музее авиации и космонавтики, был отмененным зондом для изучения Солнца. [56]

Обнаружение космическим кораблем

Точное расстояние до гелиопаузы и ее форма до сих пор неизвестны. Межпланетные/межзвездные космические корабли , такие как «Пионер-10» , «Пионер-11» и «Новые горизонты» , путешествуют через Солнечную систему и в конечном итоге пройдут через гелиопаузу. Связь с «Пионером 10» и «Пионером 11» потеряна.

Результаты Кассини

Согласно данным ионной и нейтральной камеры Кассини (MIMI/INCA) , гелиосфера имеет не кометную форму, а форму пузыря . Карты INCA ( ENA ) предполагают, что взаимодействие в большей степени контролируется давлением частиц и плотностью энергии магнитного поля, а не столкновениями солнечного ветра с межзвездной средой. [12] [57]

Результаты IBEX

Карта гелиосферы IBEX.

Первоначальные данные Interstellar Boundary Explorer (IBEX), запущенного в октябре 2008 года, [58] выявили ранее непредсказуемую «очень узкую ленту, которая в два-три раза ярче всего остального на небе». [13] Первоначальные интерпретации предполагают, что «межзвездная среда оказывает гораздо большее влияние на структурирование гелиосферы, чем считалось ранее» [59] «Никто не знает, что создает ленту ENA (энергетических нейтральных атомов)...» [60]

«Результаты IBEX действительно замечательны! То, что мы видим на этих картах, не соответствует ни одной из предыдущих теоретических моделей этого региона. Ученым будет интересно просмотреть эти карты ( ENA ) и пересмотреть то, как мы понимаем нашу гелиосферу. и как оно взаимодействует с галактикой». [61] В октябре 2010 года значительные изменения были обнаружены в ленте через 6 месяцев на основе второго набора наблюдений IBEX. [62] Данные IBEX не подтверждают существование головной ударной волны, [15] но, согласно одному исследованию, могла существовать «головная волна». [50]

Локально

Обзор гелиофизического космического корабля примерно 2011 года.

Примеры миссий, которые собирают или продолжают собирать данные, связанные с гелиосферой, включают:

Во время полного затмения высокотемпературную корону легче наблюдать из солнечных обсерваторий Земли. Во время программы «Аполлон» солнечный ветер измерялся на Луне с помощью эксперимента по составу солнечного ветра . Некоторые примеры солнечных обсерваторий, базирующихся на поверхности Земли, включают солнечный телескоп МакМата – Пирса или более новый солнечный телескоп GREGOR , а также отремонтированную солнечную обсерваторию Big Bear .

История исследований

Карта энергетических нейтральных атомов от IBEX . Фото: НАСА/ Студия научной визуализации Центра космических полетов Годдарда .
Графики обнаружения гелиооболочки «Вояджером-1» и «Вояджером-2». С тех пор «Вояджер-2» пересек гелиопаузу и вышел в межзвездное пространство.
Скорость и расстояние «Вояджера-1» и «Вояджера -2» от Солнца

Гелиосфера — это область, находящаяся под влиянием Солнца; Двумя основными компонентами, определяющими его край, являются гелиосферное магнитное поле и солнечный ветер от Солнца. Три основных участка от начала гелиосферы до ее края — это завершающая ударная волна, гелиооболочка и гелиопауза. Пять космических кораблей передали большую часть данных о своих самых дальних уголках, в том числе «Пионер-10» (1972–1997; данные до 67 а.е.), «Пионер-11» (1973–1995; 44 а.е.), «Вояджер-1» и «Вояджер-2» (запущен в 1977 году, продолжается), и «Новые горизонты» (запущен в 2006 г.). Также было замечено, что из его краев образовался тип частицы, называемый энергичным нейтральным атомом (ENA).

За исключением областей вблизи препятствий, таких как планеты или кометы , в гелиосфере преобладает вещество, исходящее от Солнца, хотя космические лучи , быстродвижущиеся нейтральные атомы и космическая пыль могут проникать в гелиосферу извне. Зарождаясь на чрезвычайно горячей поверхности короны , частицы солнечного ветра достигают скорости убегания , устремляясь наружу со скоростью от 300 до 800 км/с (от 671 тысячи до 1,79 миллиона миль в час или от 1 до 2,9 миллиона км/ч). [63] Когда он начинает взаимодействовать с межзвездной средой , его скорость замедляется до полной остановки. Точка, в которой солнечный ветер становится медленнее скорости звука, называется завершающей ударной волной; Солнечный ветер продолжает замедляться, проходя через гелиооболочку , ведущую к границе, называемой гелиопаузой , где давление межзвездной среды и солнечного ветра уравновешивается. Завершающую ударную волну прошли «Вояджер-1» в 2004 году [33] и «Вояджер-2» в 2007 году. [5]

Считалось, что за гелиопаузой произошла головная ударная волна , но данные Interstellar Boundary Explorer показали, что скорость Солнца в межзвездной среде слишком мала для его формирования. [15] Это может быть более нежная «волна лука». [50]

Данные «Вояджера» привели к появлению новой теории о том, что гелиооболочка имеет «магнитные пузыри» и зону застоя. [28] [64] Также поступали сообщения о «области застоя» внутри гелиооболочки, начинающейся примерно со 113  а.е. (1,69 × 10 10  км; 1,05 × 10 10  миль), обнаруженной «Вояджером-1» в 2010 году . [28] Там , скорость солнечного ветра падает до нуля, напряженность магнитного поля удваивается, а высокоэнергетические электроны из галактики увеличиваются в 100 раз. [28]

Начиная с мая 2012 года на высоте 120 а.е. (1,8 × 10 10  км; 1,1 × 10 10  миль) «Вояджер-1» обнаружил внезапное увеличение космических лучей, очевидный признак приближения к гелиопаузе. [34] Летом 2013 года НАСА объявило, что «Вояджер-1» достиг межзвездного пространства 25 августа 2012 года. [36]

В декабре 2012 года НАСА объявило, что в конце августа 2012 года «Вояджер-1» на расстоянии около 122 а.е. (1,83 × 10 10  км; 1,13 × 10 10  миль) от Солнца вошел в новую область, которую они назвали «магнитным шоссе», область. все еще находится под влиянием Солнца, но с некоторыми существенными отличиями. [33]

«Пионер-10» был запущен в марте 1972 года и за 10 часов пролетел мимо Луны; в течение следующих 35 лет или около того эта миссия станет первой, в которой будет сделано множество первых открытий о природе гелиосферы, а также о влиянии на нее Юпитера. [65] «Пионер-10» был первым космическим кораблем, обнаружившим ионы натрия и алюминия в солнечном ветре, а также гелий во внутренней части Солнечной системы. [65] В ноябре 1972 года «Пионер-10» столкнулся с огромной (по сравнению с Землей) магнитосферой Юпитера и 17 раз входил и выходил из нее и ее гелиосферы, нанося на карту ее взаимодействие с солнечным ветром. [65] «Пионер-10» передал научные данные до марта 1997 года, включая данные о солнечном ветре на расстоянии около 67 а.е. [66] С ним также контактировали в 2003 году, когда он находился на расстоянии 7,6 миллиардов миль от Земли (82 а.е.), но тогда никаких инструментальных данных о солнечном ветре получено не было. [67] [68]

«Вояджер-1» превзошел радиальное расстояние от Солнца « Пионер-10» на расстоянии 69,4 а.е. 17 февраля 1998 года, потому что он двигался быстрее, набирая около 1,02 а.е. в год. [69] 18 июля 2023 года «Вояджер-2» обогнал «Пионер-10» и стал вторым наиболее удаленным от Солнца искусственным объектом. [70] «Пионер-11» , запущенный через год после «Пионера-10» , передал те же данные, что и «Пионер», на расстояние 44,7 а.е. в 1995 году, когда эта миссия была завершена. [68] «Пионер-11» имел такой же набор приборов, как и «Пионер-10», но также имел феррозондовый магнитометр. [69] Космические корабли «Пионер» и «Вояджер» двигались по разным траекториям и, таким образом, записывали данные о гелиосфере в разных направлениях от Солнца. [68] Данные, полученные с космических кораблей «Пионер» и «Вояджер», помогли подтвердить обнаружение водородной стенки. [71]

«Вояджеры-1» и «Вояджеры-2» были запущены в 1977 году и работали непрерывно, по крайней мере, до конца 2010-х годов, и столкнулись с различными аспектами гелиосферы за пределами Плутона. [72] Считается, что в 2012 году «Вояджер -1» прошел гелиопаузу, а «Вояджер-2» сделал то же самое в 2018 году [72] [73]

«Вояджеры-близнецы» — единственные искусственные объекты, вышедшие в межзвездное пространство. Однако, хотя они и покинули гелиосферу, они еще не покинули границу Солнечной системы, которая считается внешней границей Облака Оорта . [73] После прохождения гелиопаузы в ходе научного эксперимента по плазме «Вояджера-2 » (PLS) 5 ноября наблюдалось резкое снижение скорости частиц солнечного ветра, и с тех пор никаких признаков этого не наблюдалось. Три других прибора на борту, измеряющие космические лучи, заряженные частицы низкой энергии и магнитные поля, также зафиксировали переход. [74] Наблюдения дополняют данные миссии НАСА IBEX. НАСА также готовит дополнительную миссию — Межзвездное картографирование и зонд ускорения ( IMAP ), которая должна запуститься в 2024 году, чтобы извлечь выгоду из наблюдений «Вояджера » . [73]

Хронология разведки и обнаружения

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Гейл Марта (1 апреля 2013 г.). «Гелиосфера Солнца».
  2. ^ Александр Дж. Десслер (февраль 1967 г.). «Солнечный ветер и межпланетное магнитное поле». Обзоры по геофизике и космической физике . 5 (1): 1–41. Бибкод : 1967RvGSP...5....1D. дои : 10.1029/RG005i001p00001.
  3. ^ abc «Космический корабль НАСА отправляется в историческое путешествие в межзвездное пространство». НАСА . 12 сентября 2013 года . Проверено 8 марта 2016 г.
  4. ^ ab «Зонд НАСА «Вояджер-2» входит в межзвездное пространство». Лаборатория реактивного движения НАСА . 10 декабря 2018 года . Проверено 14 декабря 2018 г.
  5. ^ abc «Вояджер-2 доказывает, что Солнечная система раздавлена». НАСА . 10 декабря 2007 года . Проверено 8 марта 2016 г.
  6. Дж. Мэтсон (27 июня 2013 г.). «Вояджер-1 возвращает удивительные данные о неисследованной области глубокого космоса». Научный американец . Проверено 8 марта 2016 г.
  7. ^ Офер, Мерав; Леб, Авраам; Дрейк, Джеймс; Тот, Габор (1 июля 2020 г.). «Маленькая и круглая гелиосфера, предложенная магнитогидродинамическим моделированием ионов-подхватов». Природная астрономия . 4 (7): 675–683. arXiv : 1808.06611 . Бибкод : 2020NatAs...4..675O. дои : 10.1038/s41550-020-1036-0. ISSN  2397-3366. S2CID  216241125.
  8. ^ Жан, Селия; Райх, Аарон (9 августа 2020 г.). «Гелиосфера Солнечной системы может иметь форму круассана – исследование». «Джерузалем Пост» | JPost.com . Проверено 17 декабря 2021 г.
  9. Кроули, Джеймс (11 августа 2020 г.). «НАСА говорит, что мы все живем внутри гигантского «сдутого круассана», да, правда». Newsweek . Проверено 17 декабря 2021 г.
  10. ^ Оуэнс, Мэтью Дж.; Форсайт, Роберт Дж. (28 ноября 2013 г.). «Гелиосферное магнитное поле». Живые обзоры по солнечной физике . 10 (1): 5. Бибкод : 2013LRSP...10....5O. дои : 10.12942/lrsp-2013-5 . ISSN  1614-4961.
  11. ^ Мурсула, К.; Хилтула, Т. (2003). «Стыдливая балерина: гелиосферный токовый слой, смещенный на юг». Письма о геофизических исследованиях . 30 (22): 2135. Бибкод : 2003GeoRL..30.2135M. дои : 10.1029/2003GL018201 .
  12. ^ abcde Университет Джонса Хопкинса (18 октября 2009 г.). «Новый взгляд на гелиосферу: Кассини помогает изменить форму Солнечной системы». ScienceDaily . Проверено 8 марта 2016 г.
  13. ^ abcde «Первые карты IBEX показывают удивительные взаимодействия, происходящие на краю Солнечной системы» . 16 октября 2009 года . Проверено 8 марта 2016 г.
  14. ^ Аб Зелл, Холли (7 июня 2013 г.). «Большой сюрприз с края Солнечной системы».
  15. ^ abcde «Новые данные Interstellar Boundary Explorer показывают, что давно предполагаемой головной ударной волны гелиосферы не существует» . Физика.орг . 10 мая 2012 года . Проверено 8 марта 2016 г.
  16. ^ аб Немирофф, Р.; Боннелл, Дж., ред. (24 июня 2002 г.). «Гелиосфера и гелиопауза Солнца». Астрономическая картина дня . НАСА . Проверено 8 марта 2016 г.
  17. ^ «Прибор MIT находит сюрпризы на краю Солнечной системы» . Массачусетский Институт Технологий. 10 декабря 2007 года . Проверено 20 августа 2010 г.
  18. Штайгервальд, Билл (24 мая 2005 г.). «Вояджер выходит на последний рубеж Солнечной системы». Американское астрономическое общество . Проверено 25 мая 2007 г.
  19. ^ «Вояджер-2 доказывает, что Солнечная система раздавлена» . Лаборатория реактивного движения . 10 декабря 2007 г. Архивировано из оригинала 13 декабря 2007 г. Проверено 25 мая 2007 г.
  20. ^ Дональд А. Гернетт (1 июня 2005 г.). «Шок от завершения «Вояджера». Кафедра физики и астрономии (Университет Айовы) . Проверено 6 февраля 2008 г.
  21. Селеста Бивер (25 мая 2005 г.). «Вояджер-1 достигает края Солнечной системы». Новый учёный . Проверено 6 февраля 2008 г.
  22. Дэвид Сига (10 декабря 2007 г.). «Зонд «Вояджер-2» достиг границы Солнечной системы». Новый учёный . Проверено 6 февраля 2008 г.
  23. Тан, Кер (24 мая 2006 г.). «Вояджер II обнаруживает край Солнечной системы». CNN . Проверено 25 мая 2007 г.
  24. ^ JPL.NASA.GOV. «Вояджер – Межзвездная миссия». Архивировано из оригинала 8 июля 2013 года.
  25. Брандт, Понт (27 февраля – 2 марта 2007 г.). «Изображение границы гелиосферы» (PDF) . Семинар Консультативного совета НАСА по науке, связанной с архитектурой исследования Луны: официальные документы . Темпе, Аризона: Институт Луны и планет . Проверено 25 мая 2007 г.
  26. ^ Кук, Дж.-Р. (9 июня 2011 г.). «Зонды НАСА предполагают, что на краю Солнечной системы находятся магнитные пузыри». НАСА/Лаборатория реактивного движения . Проверено 10 июня 2011 г.
  27. ^ Рэйл, A. js (12 июня 2011 г.). «Вояджер обнаруживает возможное море огромных турбулентных магнитных пузырей на краю Солнечной системы». Планетарное общество . Архивировано из оригинала 16 июня 2011 года . Проверено 13 июня 2011 г.
  28. ^ abcd Зелл, Холли (5 декабря 2011 г.). «Вояджер НАСА достиг нового региона на краю Солнечной системы». НАСА . Проверено 5 сентября 2018 г.
  29. Амос, Джонатан (14 декабря 2010 г.). «Вояджер у края Солнечной системы». Новости BBC . Проверено 10 декабря 2010 г.
  30. ^ ab «Космический корабль НАСА «Вояджер-1» приближается к краю Солнечной системы». Space.Com . 13 декабря 2010 года . Проверено 15 декабря 2010 г.
  31. Брамфилд, Г. (15 июня 2011 г.). «Вояджер на краю: космический корабль неожиданно обретает спокойствие на границе солнечного пузыря». Природа . дои : 10.1038/news.2011.370.
  32. ^ Кримигис, С.М.; Рулоф, ЕС; Декер, РБ; Хилл, Мэн (16 июня 2011 г.). «Нулевая скорость внешнего потока плазмы в переходном слое гелиооболочки». Природа . 474 (7351): 359–361. Бибкод : 2011Natur.474..359K. дои : 10.1038/nature10115. PMID  21677754. S2CID  4345662.
  33. ^ abcd «Вояджер-1 НАСА обнаруживает новую область в глубоком космосе». Лаборатория реактивного движения .
  34. ^ abcd «НАСА - Данные космического корабля «Вояджер-1» НАСА указывают на межзвездное будущее». НАСА. 14 июня 2012 года . Проверено 5 сентября 2018 г.
  35. ^ «Зоны «Вояджер» покинут Солнечную систему к 2016 году» . NBCnews . 30 апреля 2011 года . Проверено 8 марта 2016 г.
  36. ^ аб Грейсиус, Тони (5 мая 2015 г.). «Космический корабль НАСА отправляется в историческое путешествие в межзвездное пространство».
  37. ^ Коуэн, Р. (2013). «Вояджер-1 достиг межзвездного пространства». Природа . дои : 10.1038/nature.2013.13735 . S2CID  123728719.
  38. Вергано, Дэн (14 сентября 2013 г.). «Вояджер-1 покидает Солнечную систему, подтверждает НАСА» . Национальная география. Архивировано из оригинала 13 сентября 2013 года . Проверено 9 февраля 2015 г.
  39. ^ Стоун, ЕС; Каммингс, AC; Хейккила, Британская Колумбия; Лал, Нанд (2019). «Измерения космических лучей с корабля «Вояджер-2», когда он перешел в межзвездное пространство». Природная астрономия . 3 (11): 1013–1018. Бибкод : 2019NatAs...3.1013S. дои : 10.1038/s41550-019-0928-3. S2CID  209962964.
  40. Хэтфилд, Майлз (15 апреля 2021 г.). «ЩИТЫ вверх! Ракета НАСА обследует лобовое стекло нашей Солнечной системы». НАСА . Проверено 18 декабря 2021 г. Черная зондирующая ракета НАСА Brant IX доставила полезную нагрузку на апогей в 177 миль, а затем спустилась на парашюте и приземлилась в Уайт-Сэндс. Предварительные данные показывают, что системы автомобиля работали согласно плану и данные были получены.
  41. ^ «Неожиданная структура гелиохвоста», Астробиология . 12 июля 2013 г.
  42. ^ Аб Коул, Стив. «Спутник НАСА впервые показал хвост Солнечной системы». Архивировано 23 января 2021 года на Wayback Machine . Выпуск новостей НАСА 12-211, 10 июля 2013 года.
  43. Зелл, Холли (6 марта 2015 г.). «IBEX предоставляет первый взгляд на хвост Солнечной системы» .
  44. ^ «НАСА - СТЕРЕО создает первые изображения невидимой границы Солнечной системы» .
  45. ^ Грейсиус, Тони (11 сентября 2013 г.). «Глоссарий Вояджера».
  46. ^ abc Greicius, Тони (5 мая 2015 г.). «Космический корабль НАСА отправляется в историческое путешествие в межзвездное пространство».
  47. ^ «Как мы узнаем, когда «Вояджер» достигнет межзвездного пространства?» Лаборатория реактивного движения .
  48. ^ abc Zell, Холли (6 марта 2015 г.). «Межзвездный ветер изменил направление за 40 лет».
  49. ^ Вуд, БЭ; Александр, WR; Лински, Дж. Л. (13 июля 2006 г.). «Свойства местной межзвездной среды и взаимодействие звездных ветров эпсилон Инди и лямбда Андромеды с межзвездной средой». Американское астрономическое общество. Архивировано из оригинала 14 июня 2000 года . Проверено 25 мая 2007 г.
  50. ^ abc Занк, врач общей практики; Херихейзен, Дж.; Вуд, Бельгия; Погорелов Н.В.; Цирнштейн, Э.; МакКомас, диджей (1 января 2013 г.). «Структура гелиосферы: головная волна и водородная стена». Астрофизический журнал . 763 (1): 20. Бибкод : 2013ApJ...763...20Z. дои : 10.1088/0004-637X/763/1/20 .
  51. Палмер, Джейсон (15 октября 2009 г.). «Статья BBC News» . Проверено 4 мая 2010 г.
  52. ^ аб Гладстон, Г. Рэндалл; Прайор, WR; Стерн, С. Алан; Эннико, Кимберли; и другие. (7 августа 2018 г.). «Фон неба Лаймана-α, наблюдаемый аппаратом New Horizons». Письма о геофизических исследованиях . 45 (16): 8022–8028. arXiv : 1808.00400 . Бибкод : 2018GeoRL..45.8022G. дои : 10.1029/2018GL078808. S2CID  119395450.
  53. ↑ Аб Летцтер, Рафи (9 августа 2018 г.). «НАСА обнаружило огромную светящуюся« водородную стену »на краю нашей Солнечной системы». Живая наука . Проверено 10 августа 2018 г.
  54. ^ «НАСА заметило огромную светящуюся« водородную стену »на краю нашей Солнечной системы» . Живая наука . Проверено 12 октября 2018 г.
  55. ^ «Этот лук не шокирует: IBEX говорит, что мы неправы» . 14 мая 2012 года. Архивировано из оригинала 17 декабря 2012 года . Проверено 4 декабря 2012 г.
  56. ^ «Пионер H, Исследование миссии Юпитера Свингби за пределами эклиптики» (PDF) . 20 августа 1971 года . Проверено 2 мая 2012 г.
  57. ^ НАСА - фотожурнал (15 октября 2009 г.). «Пузырь нашей Солнечной системы» . Проверено 8 марта 2016 г.
  58. ^ "IBEX - Наука НАСА" . science.nasa.gov . Проверено 17 января 2024 г.
  59. ^ 15 октября 2009 г. Объявление команды IBEX на http://ibex.swri.edu/.
  60. ^ Керр, Ричард А. (2009). «Связывание Солнечной системы лентой заряженных частиц». Наука . 326 (5951): 350–351. дои : 10.1126/science.326_350a . ПМИД  19833930.
  61. ^ Дэйв МакКомас, главный исследователь IBEX, http://ibex.swri.edu/
  62. ^ ab «Постоянно меняющийся край Солнечной системы». 2 октября 2010 г. Архивировано из оригинала 6 февраля 2019 г.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  63. ^ "НАСА/Физика Солнца Маршалла". Solarscience.msfc.nasa.gov .
  64. ^ «НАСА - Вояджер - Условия на краю Солнечной системы» . НАСА. 9 июня 2011 года . Проверено 5 сентября 2018 г.
  65. ^ abc «Пионер-10: первый зонд, покинувший внутреннюю часть Солнечной системы, и предшественник Юноны». www.NASASpaceFlight.com . 15 июля 2017 года . Проверено 12 октября 2018 г.
  66. ^ "НАСА - Пионер-10 и Пионер-11" . www.nasa.gov . Проверено 12 октября 2018 г.
  67. ^ «НАСА - Космический корабль «Пионер-10» посылает последний сигнал» . www.nasa.gov . Проверено 12 октября 2018 г.
  68. ^ abcd «Пионер 10–11». www.astronautix.com . Архивировано из оригинала 20 августа 2016 года . Проверено 12 октября 2018 г.
  69. ^ Администратор ab , Контент НАСА (3 марта 2015 г.). «Пионерские миссии». НАСА . Проверено 12 октября 2018 г.
  70. ^ «Вояджер-1 покинул Солнечную систему. Догоним ли мы его когда-нибудь?». 23 мая 2022 г.
  71. ^ аб Томас, Холл, Дойл (1992). «Ультрафиолетовое резонансное излучение и строение гелиосферы». Репозиторий Университета Аризоны . Бибкод : 1992PhDT........12H.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  72. ^ ab «Вояджер-2 приближается к межзвездному пространству». Небо и телескоп . 10 октября 2018 г. Проверено 12 октября 2018 г.
  73. ^ abc Поттер, Шон (9 декабря 2018 г.). «Зонд НАСА «Вояджер-2» входит в межзвездное пространство». НАСА . Проверено 2 ноября 2019 г.
  74. ^ «Вояджер-2» пересекает границу Солнца и движется в межзвездное пространство. Астрономия сейчас. Выпуск 10 декабря 2018 г. Проверено 10 декабря 2018 г.
  75. ↑ Аб Канипе, Джефф (27 января 2011 г.). Космическая связь: как астрономические события влияют на жизнь на Земле. Книги Прометея. ISBN 9781591028826.
  76. ^ "Луна 1". nssdc.gsfc.nasa.gov . Проверено 15 декабря 2018 г.
  77. ^ «50-летие: Маринер-2, Миссия на Венеру - Лаборатория реактивного движения НАСА» . www.jpl.nasa.gov . Архивировано из оригинала 17 мая 2017 года . Проверено 6 ноября 2019 г.
  78. ^ «Информационный бюллетень». Европейское космическое агентство . 15 марта 2013 года . Проверено 15 декабря 2018 г.
  79. ^ Лаллемент, Р.; Кемере, Э.; Берто, JL; Феррон, С.; Кутрумпа, Д.; Пеллинен, Р. (март 2005 г.). «Отклонение межзвездного потока нейтрального водорода через гелиосферную границу». Наука . 307 (5714): 1447–1449. (Домашняя страница Sci). Бибкод : 2005Sci...307.1447L. дои : 10.1126/science.1107953. PMID  15746421. S2CID  36260574.

Источники

дальнейшее чтение

Внешние ссылки