Зонд Voyager-2 подтвердил, что космос "густеет" по мере удаления от Солнечной системы

В ноябре 2018 года после своего 41-летнего путешествия космический зонд Voyager-2 пересек границу, обозначающую предел влияния Солнца и вошел в межзвездное пространство. Но миссия маленького зонда на этом не завершилась – теперь он отправляет на землю информацию о космосе за пределами Солнечной системы. Об этом сообщает Science Alert.

В данных от Voyager-2 ученые обнаружили нечто удивительное. По мере того, как зонд все больше отдаляется от Солнца, плотность пространства увеличивается.

Но это не первый раз, когда было обнаружено такое увеличение плотности. Зонд Voyager-1, который вошел в межзвездное пространство в 2012 году, обнаружил аналогичный градиент плотности в другом месте.

Новые данные Voyager-2 показывают, что открытие зонда-предшественника было не только верным, но и говорит о том, что увеличение плотности является особенностью очень локальной межзвездной среды (VLIM).

Край Солнечной системы можно определить несколькими разными границами, но граница, которую пересекли зонды, известна как гелиопауза, которая определяется солнечным ветром.

Это постоянный сверхзвуковой ветер с ионизированной плазмой, который идет от Солнца во всех направлениях. Гелиопауза – это точка, где давление ветра уже недостаточно сильное, чтобы перейти в межзвездное пространство.

Пространство внутри гелиопаузы – это гелиосфера, а пространство за ее пределами – это VLIM. Гелиосфера не круглая, а скорее похожа на овал с Солнечной системой на одном конце и струящимся хвостом позади, ее "нос" направлен в сторону орбиты Солнечной системы в Млечном Пути.

Оба зонда пересекли гелиопаузу в ее "носовой части", но с разницей в 67 градусов по гелиографической широте и 43 градусов по долготе.

Это пространство обычно считается вакуумом, но это не совсем так. Плотность материи там крайне мала, но она все же есть. В Солнечной системе солнечный ветер имеет среднюю плотность протонов и электронов от 3 до 10 частиц на кубический сантиметр, но она сокращается по мере удаления от Солнца.

Средняя концентрация электронов в межзвездной среде в Млечном Пути составляет около 0,037 частиц на кубический сантиметр. А плотность плазмы во внешней гелиосфере составляет около 0,002 электрона на кубический сантиметр.

Когда зонда пересекли гелиопаузу, их приборы для изучения плазменных волн определили плотность плазмы.

Voyager-1 пересек гелиопаузу 25 августа 2012 года на расстоянии примерно в 18,1 млрд км от Земли. Впервые он измерил плазменные колебания 23 октября 2013 года на расстоянии в 18,3 млрд км, тогда Voyager-1 обнаружил плотность плазмы 0,055 электронов на кубический сантиметр.

Voyager-2 пересек гелиопаузу 5 ноября 2018 года на расстоянии 17,8 млрд км от Земли. Он измерил плазменные колебания 30 января 2019 года на расстоянии 17,9 млрд км, обнаружив плотность плазмы 0,039 электронов на кубический сантиметр, что очень близко к показаниям от Voyager-1.

Оба прибора сообщили об увеличении плотности. После путешествия еще на 2,9 млрд км в космосе Voyager-1 сообщил об увеличении плотности до 0,13 электронов на кубический сантиметр.

Анализ Voyager-1, сделанный 2 июня 2019 года, показал более резкое увеличение плотности для примерно 0,12 электронов на кубический сантиметр на расстоянии 18,5 млрд км.

Такие количества могут показаться крошечными, но они достаточно значительны, чтобы оправдать интерес со стороны ученых.

Одна из теорий заключается в том, что силовые линии межзвездного магнитного поля становятся сильнее по мере того, как они перекрывают гелиопаузу. Это может вызывать электромагнитную ионную циклотронную неустойчивость, которая притягивает плазму. Voyager-2 действительно обнаружил более сильное магнитное поле, чем ожидалось, когда он пересек гелиопаузу.

Другая теория заключается в том, что материал, уносимый межзвездным ветром, должен замедляться по мере достижения гелиопаузы, вызывая своего рода пробку. Возможно, это было обнаружено зондом New Horizons, который в 2018 году уловил слабое ультрафиолетовое свечение в гелиопаузе.