12.12.2007
Солнечная система закончилась не так

Границу Солнечной системы в бесконечном космическом пространстве трудно себе представить. Однако астрофизики давно провели четкую грань, отделяющую нашу звездную систему от «внешнего» космоса. Она проходит в той области, где поток так называемого солнечного ветра – заряженных частиц, испускаемых Солнцем во всех направлениях, – останавливается под давлением межзвездного газа.

Эта граница называется гелиопаузой. И хотя влияние тяготения Солнца заметно и за гелиопаузой – в конце концов, никаких звезд крупнее в наших окрестностях нет, именно здесь начинается «настоящее» межзвездное пространство, в котором правят балом звездные ветра других звезд и заряженные частицы, траектории которых долгие миллионы лет путает неоднородное магнитное поле нашей Галактики.

Астрономы уверены, что граница эта располагается на расстоянии примерно в 20 миллиардов километров от нашего светила, то есть 130-140 астрономических единиц – средних расстояний от Земли до Солнца. Однако где именно она проходит, и как выглядит отделенный ей от межзвездного пространства «кокон» – астрономы называют его гелиосферой – пока точно не известно.

Одно понятно – еще до полной остановки с солнечным ветром должна произойти очень важная метаморфоза – из сверхзвукового потока, который и на ветер, на самом деле, мало похож, солнечный ветер должен превратиться в упругий газ. Происходит это на так называемой ударной волне, где скорость частиц становится меньше скорости звука. Правда, в отличие от ударной волны при взрыве бомбы, разбегающейся от эпицентра, здесь фронт оказывается стоячим (ну или почти стоячим, как мы увидим дальше): Солнце светит уже миллиарды лет, и за это время солнечный ветер и межзвездная среда успели приноровиться друг к другу.

После этого частицы начинают чувствовать давление, которое они оказывают друг на друга, и именно это давление начинает тормозить их. Эту ударную волну поэтому часто считают границей «внутренних» областей гелиосферы, и до недавнего времени лишь один из созданных руками человека космических аппаратов мог похвастаться тем, что выбрался за ее пределы. Это Voyager-1, преодолевший границу ударной волны в декабре 2004 года.

Вторым таким аппаратом недавно стал «брат-близнец» первого Voyager'а – Voyager-2, сообщает NASA. И его свершение оказалось для ученых гораздо более интересным. Собственно, сам критический момент пришелся на 30 августа текущего года, однако пока астрономы NASA расшифровали полученную от зонда информацию и разобрались в ней, прошло еще три месяца. И разбираться было в чем.

Во-первых, границу он преодолел совсем не там, где ее три года назад нащупал Voyager-1, а на 1,5 миллиарда километров ближе к Солнцу. Второй аппарат, в отличие от первого, завершив 15 лет назад изучение планет-гигантов, отправился не на север, а на юг. И там, с южной стороны, Солнечная система оказалось более «приплюснутой», чем с севера.

Впрочем, ученые к такому положению вещей были готовы: еще полтора года назад приборы Voyager'а-2 заметили потоки сравнительно быстрых (на физическом языке – «теплых») ионов со стороны гелиопаузы. Это теплое дыхание, прежде зафиксированное первым Voyager'ом в начале 2000-х годов, и позволило предположить, что граница ударной волны близка. Ученые начали готовить приборы и, главное, убедили своих коллег из Службы дальней космической связи NASA, что за Voyager'ом-2 надо следить (пересечение границы Voyager'ом-1 они пропустили, и информация со сделанного 30 лет назад аппарата благополучно «пролетела» мимо Земли: хранить ее аппарат не умеет).

Второе отличие Voyager'а-2 в том, что границу он пересек не один раз и не два. Приборы по измерению свойств плазмы солнечного ветра, которые, кстати, у старшего аппарата сломались еще задолго до прохода знакового рубежа, четко зафиксировали пятикратное прохождение границы ударной волны за месяц, причем три таких события ученые смогли отследить в реальном времени.

По сути, космический аппарат играл в перегонки с границей волны, которая чуть колышется вперед-назад в зависимости от активности солнечных вспышек.

Более того, одна из самых подробных на сегодняшний день моделей утверждает, что эта игра еще не закончена – в середине 2008 года волна вновь догонит Voyager-2, а затем «отхлынет» назад.
Это будет последнее напоминание аппарату, стремящемуся к границе с межзвездным пространством со скоростью в 1,35 миллиона километров в сутки, о внутренних областях нашей Солнечной системы.

Когда аппарат достигнет самой гелиопаузы, пока не рискуют предполагать даже авторы доклада о прохождении им границы ударной волны. Эдвард Стоун, представивший доклад о достижении Voyager'а-2 на съезде Американского геофизического общества в Сан-Франциско, в интервью журналу New Scientist оценил этот срок в 7-10 лет.

Однако даже он не стал делать ставки на то, какой из братьев-близнецов достигнет границы первым. Хотя Voyager-1 находится на 3 миллиарда километров дальше от Солнца и летит быстрее (1,47 миллиона километров в сутки), Voyager-2 приближается к южной границе, которая сильнее «поджата», чем северная – вероятно, из-за влияния магнитного поля Галактики. Сейчас первый аппарат удалился уже на 15,8 миллиардов километров от Солнца, второй – 12,7 миллиардов километров.

Так или иначе, работающие на радиоактивном распаде источники энергии обоих Voyager'ов должны проработать еще не один десяток лет. Так что если NASA не откажется тратить время своих космических антенн на собранные аппаратами данные, человечеству уже в следующем десятилетии предстоит узнать, как чувствуют отправленные еще 30 лет в космос его посланники там, в настоящем межзвездном пространстве.

Источник: gazeta.ru