Граница Солнечной системы

Существует несколько вариантов определения границ Солнечной системы. Согласно одному из них, край Солнечной системы находится от нас на расстоянии двух световых лет. Другие ученые полагают, что влияние Солнца начинает ослабевать уже в нескольких световых часах от Земли. Граница, где происходит торможение солнечного ветра, называется гелиопаузой.

СОЛНЕЧНЫЙ ВЕТЕР

Солнце воздействует на нашу систему не только гравитацией, но и солнечным ветром. Этот постоянный поток частиц летит с поверхности Солнца со скоростью до 3 млн км/ч, постепенно замедляясь и обдувая всю Солнечную систему.

Сталкиваясь с телами, имеющими магнитные поля, солнечный ветер меняет траекторию и направляется к магнитным полюсам, где, вступая во взаимодействие с молекулами газа верхних слоев атмосферы, вызывает удивительное по красоте световое явление – полярное сияние. Если планета или спутник не имеет магнитного поля, потоки ветра проходят мимо объекта, захватывая с собой часть газа его атмосферы. Если атмосфера планеты слишком тонкая, частицы солнечного ветра бомбардируют ее поверхность, иногда изменяя химический состав и даже делая поверхность объекта радиоактивной.

Рождение солнечного ветра.

Солнечный ветер состоит из пары компонентов, возникающих в двух разных частях Солнца. Средняя скорость медленного солнечного ветра – 1,5 млн км/ч. Как правило, он рождается в солнечной короне (внешних слоях атмосферы Солнца], в области, находящейся выше экватора, в т. н. поясе стримеров. Однако иногда такой ветер может возникать и у полюсов Солнца в период солнечного минимума, когда его магнитное поле ослабевает до предела. Быстрый солнечный ветер движется со скоростью до 3 млн км/ч, зарождаясь в корональных дырах 8 магнитном поле Солнца, хорошо заметных в фотосфере (его видимой поверхности) как области пониженной яркости. Ветры состоят из отрицательных электронов и положительных ионов.

МЕСТО ВСТРЕЧИ

Каждая планета, имеющая магнитное поле, словно отбрасывает тень в общем потоке ветра, т. н. магнитном хвосте. Солнечный ветер деформирует поле так, что его сторона, повернутая к Солнцу, уплощается, а противоположная половина вытягивается на большое расстояние.

Удаляясь от Солнца, солнечный ветер теряет свою силу – где-то за Нептуном она достигает порогового значения, что указывает на начало границы Солнечной системы. Среди планет ветер всегда движется со скоростью, превышающей скорость звука, т. е. не менее 100 км/с. Однако когда его скорость падает, образуется ударная волна огромной силы. Ее можно сравнить с ударной волной, которая появляется, когда скорость сверхзвукового самолета опускается ниже скорости звука.

ТУРБУЛЕНТНЫЙ ВЕТЕР

По мнению ученых, которые следят за данными «Вояджеров», движущихся к пределам Солнечной системы, оба аппарата уже пересекли эту границу несколько лет назад.

Граница ударной волны представляет собой точку, где солнечный ветер становится турбулентным: однородный поток распадается на множество клубящихся, медленно дрейфующих течений. Более того, начиная с этого места, солнечный ветер испытывает направленное внутрь давление частиц из остальной части Галактики – межзвездного пространства (МП).

В целом, давление МП является постоянным (хотя оно и меняется по мере движения Солнца в космосе миллионы лет),а «соревнование» между направленным внутрь давлением и исходящим давлением солнечного ветра создает сложную пограничную зону – гелиощит.

ВСТРЕЧА С ГАЛАКТИКОЙ

Наконец, примерно в 130 а. е. от Солнца солнечный ветер становится слабее, чем давление МП, и прекращается на второй границе, называемой гелиопаузой. Она выражена менее четко, чем граница ударной волны, поскольку солнечный ветер и ветры межзвездного пространства смешиваются друг с другом, а субзвуковые частицы, летящие с Солнца, постоянно дрейфуют к МП и проникают в него. Предположительно, наибольшее значение имеет то, что данная область обозначает границу магнитного поля Солнца, воздействовавшего до этой поры на частицы солнечного ветра от центральной звезды.

Хотя гелиопаузу называют краем Солнечной системы, наше светило продолжает оказывать некоторое влияние на окружающий космос, поскольку граница ударной волны имеет свой эквивалент в МП. Вся наша Солнечная система вращается в центре широкой Галактики с периодичностью примерно 230 млн лет и скоростью 220 км/с. Это значит, что окружающие облака газа и пыли проносятся по нашей Солнечной системе на сверхзвуковых скоростях.

Газ и пыль МП, сталкиваясь с солнечным ветром, тоже замедляются, их скорость становится меньше скорости звука, в результате возникает скачок уплотнения – фронт ударной волны. Его можно сравнить с рябью, образующейся вокруг носа быстро движущегося корабля в море.

КАРТА СТЕНЫ

Большинство астрономов считает, что ударная волна сопровождается формированием области горячего газа – водородной стены, образующейся по мере накапливания и сжатия атомов газа у границы при одновременном столкновении с частицами из гелиосферы. Если водородная стена на самом деле существует, возможно, скоро мы сможем определить ее форму.

Внешний край Солнечной системы в настоящее время для нас невидим, поскольку мы находимся внутри него, но мы можем представить, как он выглядит, если исследуем другие звезды. Несколько лет назад мощные телескопы вроде «Хаббла» позволили обнаружить ударные волны вокруг звезд – красного гиганта Миры и молодой звезды LL Ориона.

В будущем астрономы надеются собрать больше информации об этой загадочной области с помощью наземных наблюдений или данных, полученных «Вояджерами» и «Новыми горизонтами», которые направляются за пределы Солнечной системы, туда, где находится МП.