Теперь новое исследование использует данные IBEX и моделирование межзвездной границы, которая находится на самом краю гигантского магнитного пузыря, окружающего нашу солнечную систему, называемого гелиосферой, чтобы лучше описать пространство в нашем галактическом районе. В статье, опубликованной 8 февраля 2016 года в Astrophysical Journal Letters, точно определяется сила и направление магнитного поля за пределами гелиосферы. Такая информация позволяет нам заглянуть в магнитные силы, которые доминируют в галактике за ее пределами, рассказывая нам больше о нашем доме в космосе.
Новая статья основана на одной конкретной теории происхождения ленты IBEX, в которой частицы, втекающие с ленты, на самом деле являются солнечным материалом, отраженным обратно к нам после долгого путешествия к краям магнитных границ Солнца. Гигантский пузырь, известный как гелиосфера, существует вокруг Солнца и заполнен так называемым солнечным ветром, постоянным истечением Солнца ионизированного газа, известного как плазма.
Когда эти частицы достигают краев гелиосферы, их движение усложняется.«Теория гласит, что некоторые протоны солнечного ветра отправляются обратно к Солнцу в виде нейтральных атомов после сложной серии перезарядок, создавая ленту IBEX», — сказал Эрик Зирнштейн, космический ученый из Юго-Западного исследовательского института в Сан-Антонио, штат Техас. , и ведущий автор исследования. «Моделирование и наблюдения IBEX указывают на то, что этот процесс, который в среднем занимает от трех до шести лет, является наиболее вероятным источником ленты IBEX».Вне гелиосферы находится межзвездная среда с плазмой, которая имеет скорость, плотность и температуру, отличную от плазмы солнечного ветра, а также нейтральные газы. Эти материалы взаимодействуют на краю гелиосферы, создавая область, известную как внутренний гелиослой, ограниченный изнутри завершающей ударной волной, которая более чем вдвое дальше от нас, чем орбита Плутона, а снаружи — гелиопаузой. , граница между солнечным ветром и сравнительно плотной межзвездной средой.
Некоторые протоны солнечного ветра, которые текут от Солнца в эту граничную область, получат электрон, что сделает их нейтральными и позволит им пересечь гелиопаузу. Оказавшись в межзвездной среде, они могут снова потерять этот электрон, заставляя их вращаться вокруг межзвездного магнитного поля.
Если эти частицы улавливают другой электрон в нужном месте и в нужное время, они могут быть запущены обратно в гелиосферу, вернуться обратно к Земле и столкнуться с детектором IBEX. Частицы несут информацию обо всем этом взаимодействии с межзвездным магнитным полем, и, попадая в детектор, они могут дать нам беспрецедентное представление о характеристиках этой области пространства.
«Только« Вояджер-1 »когда-либо проводил прямые наблюдения межзвездного магнитного поля, и они находятся недалеко от гелиопаузы, где оно искажено», — сказал Цирнштейн. «Но этот анализ дает хорошее определение его силы и направления в дальнейшем».Направления различных ленточных частиц, летящих обратно к Земле, определяются характеристиками межзвездного магнитного поля. Например, моделирование показывает, что частицы с наибольшей энергией приходят из другой области пространства, чем частицы с наименьшей энергией, что дает ключ к разгадке того, как межзвездное магнитное поле взаимодействует с гелиосферой.
В недавнем исследовании такие наблюдения были использованы для моделирования происхождения ленты. Эти симуляции не только правильно предсказывают расположение нейтральных ленточных частиц при разных энергиях, но и полученное межзвездное магнитное поле согласуется с измерениями «Вояджера-1», отклонением межзвездных нейтральных газов и наблюдениями далеких поляризованных звезд.
Однако некоторые ранние модели межзвездного магнитного поля не совсем совпадают. Эти оценки до IBEX были основаны в основном на двух точках данных — расстояниях, на которых "Вояджеры 1" и "2" пересекли завершающий шок.«Вояджер-1 пересек конечную ударную волну на расстоянии 94 астрономических единиц или астрономических единиц от Солнца, а« Вояджер-2 »- в 84 астрономических единицах, — сказал Цирнштейн. Одна а.е. равна примерно 93 миллионам миль, среднему расстоянию между Землей и Солнцем. «Эта разница в почти 930 миллионов миль в основном объясняется сильным, очень наклонным межзвездным магнитным полем, давящим на гелиосферу».
Но это различие можно объяснить, учитывая более сильное влияние солнечного цикла, которое может привести к изменениям силы солнечного ветра и, таким образом, изменить расстояние до конечной ударной волны в направлениях «Вояджер-1» и «Вояджер 2». космический аппарат провел измерения с интервалом почти в три года, что дало достаточно времени переменному солнечному ветру, чтобы изменить расстояние до конечной ударной волны.«Ученые в этой области разрабатывают более сложные модели солнечного ветра, зависящие от времени», — сказал Цирнштейн.
Моделирование в целом хорошо согласуется с данными Voyager.«Новые результаты могут быть использованы для лучшего понимания того, как наша космическая среда взаимодействует с межзвездной средой за пределами гелиопаузы», — сказал Эрик Кристиан, научный сотрудник программы IBEX в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, который не принимал участия в этом исследовании. «В свою очередь, понимание этого взаимодействия может помочь раз и навсегда объяснить загадку того, что является причиной появления ленты IBEX».