На иллюстрации изображена гелиосфера — магнитный пузырь нашей Солнечной системы, подвергающийся «обстрелу» космическими лучами из межзвездного пространства. Изображение предоставлено Центром космических полетов имени Годдарда NASA / Лабораторией концептуальных изображений.
Граница Солнечной системы
Примерно в 11 миллиардах миль от Земли, что более чем в четыре раза дальше Плутона, находится гелиопауза — граница гелиосферы. Это место, где магнитное поле Солнца, простирающееся в космосе, ослабевает и исчезает, уступая место межзвездному пространству. Уолт Харрис, космический физик из Университета Аризоны, называет эту границу крупнейшим рубежом такого рода, доступным для изучения.
Несмотря на её удалённость, частицы из межзвездной среды могут проникать через эту границу внутрь Солнечной системы, предоставляя уникальную возможность для исследований.
Миссия SHIELDS: цели и запуск
Новая миссия NASA под названием SHIELDS (Спектрометр пространственной гетеродинной интерферометрической динамики эмиссионных линий) направлена на изучение света от межзвездных частиц, проникших в нашу систему. Ракета-носитель Black Brant IX с аппаратурой миссии была успешно запущена 19 апреля 2021 года с полигона Уайт-Сэндс в Нью-Мексико. Она достигла высоты 177 миль, после чего спустилась на парашюте. Предварительные данные подтвердили штатную работу всех систем.
Наше место в галактике
Вся Солнечная система движется сквозь область, известную как Местный пузырь — пространство длиной около 300 световых лет в рукаве Ориона галактики Млечный Путь. Этот пузырь, очищенный от вещества древними взрывами сверхновых, содержит сотни звёзд, включая Солнце.
Иллюстрация Местного пузыря. Предоставлено: Центр космических полетов имени Годдарда NASA.
Наша гелиосфера, подобно резиновому плоту, деформируется под давлением межзвездной среды. Солнечная система движется сквозь Местный пузырь со скоростью около 52 000 миль в час, а межзвездные частицы бьют по её «носу», как дождь в лобовое стекло. Изучение деформаций гелиосферы — ключ к пониманию свойств окружающего нас пространства.
Принцип работы и научные задачи
SHIELDS — это телескоп, установленный на зондирующей ракете для кратковременных наблюдений в космосе. Он является усовершенствованной версией инструмента, испытанного в миссии HYPE в 2014 году.
Обратите внимание: Самый большой спутник Солнечной системы.
Основная цель SHIELDS — измерение света от нейтральных атомов водорода, проникающих из межзвездного пространства. В отличие от заряженных частиц, нейтральные атомы могут пересекать магнитные границы, но их траектория всё же искажается при прохождении через гелиопаузу. Анализируя эти искажения, SHIELDS сможет восстановить форму границы и свойства среды за её пределами.
Наблюдатели следят за запуском зондирующей ракеты с комплекса NASA в Уоллопсе в апреле 2015 года. Фото: NASA / Патрик Блэк.
Поднявшись на высоту около 186 миль, выше поглощающих слоёв атмосферы, телескоп направится в сторону «носа» гелиосферы. Измеряя доплеровские смещения в свете атомов водорода, учёные определят их скорость и создадут карту плотности и формы гелиопаузы.
Ключевые вопросы, на которые ищет ответы миссия
Данные SHIELDS помогут прояснить несколько фундаментальных вопросов:
1. Структура Местного пузыря. Известно, что его плотность примерно в десять тысяч раз ниже, чем в основном диске Галактики. Однако неизвестно, распределено ли вещество в нём равномерно или образует сгустки.
2. Галактическое магнитное поле. Его сила и ориентация должны влиять на форму гелиосферы, оставляя характерные следы, которые сможет обнаружить SHIELDS.
3. Будущее Солнечной системы. Примерно через 50 000 лет мы покинем Местный пузырь и войдём в неизвестную межзвездную среду. Изучение текущих условий поможет предсказать, что ждёт нас в этом переходе.
Как отмечает Уолт Харрис, за миллиарды лет существования Солнечная система уже не раз проходила через разные межзвездные среды. Теперь же у человечества впервые появились инструменты, чтобы детально изучить этот процесс и понять наше место в Галактике.
Еще по теме здесь: Космос.
Источник: Щиты Up! Ракета наса запущена для исследования лобового стекла нашей солнечной системы.