spacebg covers

Нови Хоризонти изследва слънчевия вятър
Мисия: New Horizons


Нови Хоризонти е потвърдил, че слънчевият вятър се забавя докато се отдалечава от Слънцето. Тази схема показва, че това забавяне започва да се случва на приблизително разстояние 4АU и продължава чак до една граница наречена „Termination shock“, където внезапно спира. В момента анализите показват, че тази шокова зона може да е по-близо, отколкото е открита от космическите апарати "Вояджър 1 и 2". Въпреки това, увеличаването на слънчевата активност скоро ще разшири хелиосферата и ще избута шока по-далеч, вероятно отново до 84-94 АU.

 

Инструментът "Слънчев вятър около Плутон" (SWAP) работещ на борда на космическият кораб "Нови хоризонти" е предоставил важни нови прозрения за някои от най-отдалечените места в слънчевата система. Учените показват как слънчевия вятър — свръхзвуков поток от заредени частици идващи от Слънцето, се забавя отдалечавайки се от Слънцето. 

Нови Хоризонти е петия апарат, който е достигнал външната хелиосфера. Преди него са Пионер 10 и 11 и Вояджър 1 и 2, но те са със старо поколение инструменти. Сега, Нови Хоризонти притежава възможността да изследва тези далечни краища на космоса с по-модерно научно оборудване. 

Влиянието на Слънцето се простира далеч отвъд външните планети. Най-общо, слънчевият вятър изпълва една огромна сфера от пространство, наречена "Хелиосфера". Колко обширна е, и как всъщност тази хелиосфера контактува с междузвездната среда във външните си граници е един от въпросите интересуващи учените. 

От борда на Нови Хоризонти, SWAP събира ежедневни данни за слънчевия вятър. Обект на изследване са структури, наречени "междузвездни пикапи". Те се забелязват изключително във външните части на хелиосферата и се създават, когато неутрален материал от междузвездното пространство навлезе в слънчевата система и се йонизира или от светлината на Слънцето или чрез взаимодействие със слънчевите вятърни йони. Тези галактически струи или газови потоци изглежда понякога навлизат доста навътре в слънчевата система, дори понякога могат да достигнат вътрешните планети. 

SWAP е изключително чувствителен и в момента е единственият космически кораб отвъд Марс измерващ слънчевия вятър. Само че, докато в околностите на Земята и Марс се измерват абсолютни стойности, в мястото на Нови Хоризонти нещата се различават драстично. 

Там все още се регистрира същия вятър, но той вече се сблъсква с нарастващо количество материал от междузвездното пространство или въпросните „пикапи“. Ако междузвездната материя е йонизирана, слънчевият вятър завлича атомите и съответно губи енергията си. Резултатът от тази загуба е, че се затопля. В последствие атомите отделят топлината във вид на фотони, което означава че се формира гигантско сияние, подобно на полюсите на земята, само че в радиодиапазона. 

Откритието е, че SWAP вече е зарегистрирал и потвърдил този прогнозиран ефект и то от сравнително близо до Слънцето, само на 4AU. Освен че потвърждава забавянето на слънчевия вятър, промяната в температурата и плътността може също да осигури средство за оценка кога "Нови хоризонти" ще премине границата при която скоростта на слънчевият вятър се забавя до по-ниска от скоростта на звука. Пресичането на този шок е сигурен маркер че се приближаваме  към междузвездната среда. 

Пътешествието, което Нови Хоризонти извършва през външната хелиосфера, контрастира с този на двойката кораби "Вояджър". Причината е, че в момента сме в слаб слънчев цикъл в сравнение с много активния, изследван по време на Вояджър 1 и 2. 

Този „шоков удар“ е преминат от „Вояджър 1" при разстояние 94 АU през 2004 г., следван от Вояджър 2 през 2007 г. при разстояние 84 АU. Въз основа на сегашните по-ниски нива на слънчева активност, шокът може да е по-близко и Нови Хоризонти  може да го достигне някъде в средата на 2020-те години. В момента мисията е на разстояние 46AU от Слънцето. Но с увеличаването на активността на Слънцето се увеличава и налягането, което вероятно ще разшири хелиосферата. Това може отново да постави шока на разстояние  84-94 АU. 

След като пресече шока, предстоят още 3-4 години пътешествие през една зона в която слънчевият вятър рязко сменя посоката си, дори понякога тръгва обратно към Слънцето. Неговата енергия там обаче е толкова ниска, че постоянно се увлича от междузвездната материя. Границата където частиците от междузвездната среда започват да доминира над частиците от хелиосферата се нарича „хелиопауза“. След нея практически е междузвездното пространство. 

До тогава обаче има цяло десетилетие и докато чакат, навигаторите от мисията са решили да се занимават с нещо друго. Ако някой има добър телескоп с цифров фотоапарат може да се обедините с мисията „Нови Хоризонти“ в един рекордно дълбок космически експеримент.

През април Нови Хоризонти ще бъде на повече от 46 пъти по-далеч от Слънцето, отколкото е Земята. Това разстояние е 8 милиарда километра и ще позволи да се видят лесно промените в относителните позиции на близките звезди в сравнение с начина, по който изглеждат по същото време от Земята. Техниката се нарича „паралакс“ и тя се използва от астрономите в продължение на почти два века за измерване на разстоянията до звездите. 

Само че по стария начин паралакса се измерва само когато Земята се намира в две противоположни точки от орбитата си, което е точно 2AU. Сега учените от мисията смятат да измерят паралакса от разстояние 46AU, което означава че видимата промяна положението на звездите ще бъде доста по-добре осезаема и достъпна за астрономите любители. 

На 22 и 23 април, Нови Хоризонти ще направи снимки на две от най-близките звезди – „Proxima Centauri“ и „Wolf 359“. Когато се комбинира със земни изображения, направени на едни и същи дати, резултатът ще бъде рекордно голям паралакс. Това измерване ще бъде споделено с обществеността.

Тези снимки всъщност ще бъдат като да имаме толкова широки очи колкото Слънчевата система и ще бъде ярка демонстрация на огромното разстояние изминато от мисията.

Двете звезди могат да се наблюдават от всеки 6 инчов или по-голям телескоп. След като Нови Хоризонти изпрати снимките си на Земята, екипът на мисията ще ги осигури за сравнение със снимките получени от всички любители. 

Така всеки може да изчисли сравнително лесно разстоянието до тези две звезди. Те всъщност не са случайни, докато плуват в космическото пространство, много космически кораби ги използват като навигационни маркери. 

Цветни снимки на „Wolf 359“ (отгоре) и „Proxima Centauri“ (долу) на фона на стоящите зад тях звездни полета. Снимките са от края на 2019. Зеленият кръг дава груба оценка за мястото където ще се появят двете звезди в изображенията на "Нови хоризонти" през април. Фотографирани от Земята обаче, техните позиции няма да съвпадат със зелените кръгчета заради ефектът на паралакса. Той е толкова по-осезаем, колкото по голямо е разстоянието между двата наблюдателя. Credit: William Keel/University of Alabama/SARA Observatory


  • 104
  • 0
  • Feb 28, 2020

Коментар
Подобни публикации