Новое понимание формы гелиосферы. Почему оно так важно?

Наша гелиосфера блокирует попадание многих космических лучей, показанных в виде ярких полос на этом анимированном изображении, на планеты нашей солнечной системы. (Анимация: NASA’s Goddard Space Flight Center/Conceptual Image Lab)
Наша гелиосфера блокирует попадание многих космических лучей, показанных в виде ярких полос на этом анимированном изображении, на планеты нашей солнечной системы. (Анимация: NASA’s Goddard Space Flight Center/Conceptual Image Lab)
Наша гелиосфера блокирует попадание многих космических лучей, показанных в виде ярких полос на этом анимированном изображении, на планеты нашей солнечной системы. (Анимация: NASA’s Goddard Space Flight Center/Conceptual Image Lab)

Форма гелиосферы - это больше, чем вопрос академического любопытства: гелиосфера защищает нашу Солнечную систему от остальной части галактики.

Энергетические события в других звездных системах, таких как сверхновая, могут ускорять частицы почти до скорости света. Эти частицы разлетаются во всех направлениях, в том числе в нашу Солнечную систему. Но гелиосфера действует как щит: она поглощает около трех четвертей этих чрезвычайно энергичных частиц, называемых галактическими космическими лучами, которые проникают в нашу Солнечную систему.

Обновленная модель предполагает, что форма пузыря влияния Солнца, гелиосферы (выделена желтым цветом), может иметь форму спущенного круассана, а не форму кометы с длинным хвостом, предложенную другими исследованиями. (Изображение: Opher, et al)
Обновленная модель предполагает, что форма пузыря влияния Солнца, гелиосферы (выделена желтым цветом), может иметь форму спущенного круассана, а не форму кометы с длинным хвостом, предложенную другими исследованиями. (Изображение: Opher, et al)
Обновленная модель предполагает, что форма пузыря влияния Солнца, гелиосферы (выделена желтым цветом), может иметь форму спущенного круассана, а не форму кометы с длинным хвостом, предложенную другими исследованиями. (Изображение: Opher, et al)

Те, что «выживают», могут сеять хаос. На Земле мы защищены магнитным полем и атмосферой нашей планеты, но технологии и космонавты в космосе или на других планетах уязвимы. Как электроника, так и человеческие клетки могут быть повреждены воздействием галактических космических лучей - а поскольку галактические космические лучи несут так много энергии, их трудно заблокировать способом, который практичен для космических путешествий. Гелиосфера - главная защита космических кораблей от галактических космических лучей, поэтому понимание ее формы и того, как она влияет на скорость галактических космических лучей, падающих на нашу Солнечную систему, является ключевым моментом при планировании исследования космоса роботами и человеком.

Для понимания потенциальной обитаемости экзопланет ученые хотят знать, больше ли наша гелиосфера похожа на относительно укороченную астросферу BZ Cam (слева), или длинную астросферу Миры (справа) или имеет совершенно другую форму. (Изображение: NASA/Casalegno/GALEX)
Для понимания потенциальной обитаемости экзопланет ученые хотят знать, больше ли наша гелиосфера похожа на относительно укороченную астросферу BZ Cam (слева), или длинную астросферу Миры (справа) или имеет совершенно другую форму. (Изображение: NASA/Casalegno/GALEX)
Для понимания потенциальной обитаемости экзопланет ученые хотят знать, больше ли наша гелиосфера похожа на относительно укороченную астросферу BZ Cam (слева), или длинную астросферу Миры (справа) или имеет совершенно другую форму. (Изображение: NASA/Casalegno/GALEX)

Форма гелиосферы также является частью головоломки для поиска жизни в других мирах. Повреждающее излучение галактических космических лучей может сделать мир непригодным для жизни - судьба, которой удалось избежать в нашей солнечной системе из-за нашего прочного небесного щита. По мере того, как мы узнаем больше о том, как наша гелиосфера защищает Солнечную систему - и как эта защита могла изменяться на протяжении всей истории - мы можем искать другие звездные системы, которые могли бы иметь аналогичную защиту. И при этом форма имеет значение: являются ли наши гелиосферные двойники формой длиннохвостой кометы, спущенными круассанами или чем-то совершенно другим?

Некоторые исследования показывают, что гелиосфера имеет длинный хвост, очень похожий на комету, хотя новая модель указывает на форму, в которой этот длинный хвост отсутствует. (Изображение: NASA’s Scientific Visualization Studio/Conceptual Imaging Lab)
Некоторые исследования показывают, что гелиосфера имеет длинный хвост, очень похожий на комету, хотя новая модель указывает на форму, в которой этот длинный хвост отсутствует. (Изображение: NASA’s Scientific Visualization Studio/Conceptual Imaging Lab)
Некоторые исследования показывают, что гелиосфера имеет длинный хвост, очень похожий на комету, хотя новая модель указывает на форму, в которой этот длинный хвост отсутствует. (Изображение: NASA’s Scientific Visualization Studio/Conceptual Imaging Lab)

Какой бы ни была истинная форма гелиосферы, запланированная миссия НАСА станет благом для разгадки этих вопросов: Зонд межзвездного картографирования и ускорения, или The Interstellar Mapping and Acceleration Probe, IMAP.

IMAP, запуск которого запланирован на 2024 год, будет фиксировать частицы, возвращающиеся на Землю из границ гелиосферы. IMAP будет основываться на методах и открытиях миссии IBEX, чтобы пролить новый свет на природу гелиосферы, межзвездного пространства и то, как галактические космические лучи проникают в нашу солнечную систему.

Научный центр Opher’s DRIVE нацелен на создание тестируемой модели гелиосферы до запуска IMAP. Их прогнозы о форме и других характеристиках гелиосферы - и о том, как это отразится на частицах, возвращающихся от границы, - предоставят ученым основу для сравнения с данными IMAP.