© NASA / Goddard Space Flight Center/Conceptual Image LabГелиосфера, бомбардируемая космическими лучами из-за пределов Солнечной системы. Внутренний сферический контур — граница ударной волны

© NASA / Goddard Space Flight Center/Conceptual Image Lab

Гелиосфера, бомбардируемая космическими лучами из-за пределов Солнечной системы. Внутренний сферический контур — граница ударной волны

Космическое агентство НАСА разработало зонд-телескоп SHIELDS, предназначенный для исследования гелиосферы и детектирования частиц, которые попадают в Солнечную систему из межзвездного пространства. Первый полет суборбитальной ракеты с телескопом на борту запланирован на 19 апреля. Запуск состоится с ракетного полигона Уайт-Сэндс в Нью-Мексико. Информация размещена на официальном сайте НАСА.

Гелиосфера — область околосолнечного пространства, в которой плазма солнечного ветра — поток ионизированных атомов солнечной короны — движется в магнитном поле Солнца со сверхзвуковой скоростью. Благодаря гелиосфере все объекты Солнечной системы защищены от негативного воздействия космического излучения, приходящего из межзвездного пространства.

На протяжении первых десяти миллиардов километров от Солнца скорость солнечного ветра составляет около одного миллиона километров в час. Сталкиваясь с межзвездной средой в области, которую ученые называют границей ударной волны, солнечный ветер замедляется. Еще дальше расположена гелиопауза — внешняя граница гелиосферы, вдоль которой давление межзвездной среды и солнечного ветра уравновешивают друг друга. Здесь заканчивается защитный пузырь магнитного поля Солнца и начинается межзвездное пространство.

«Это действительно самая дальняя граница, которую мы можем изучить, — приводятся на сайте НАСА слова главного исследователя миссии SHIELDS, космического физика из Аризонского университета Уолта Харриса (Walt Harris). — Мы все еще очень мало знаем о том, что находится за этой границей. К счастью, нам могут помочь в этом частицы межзвездного вещества, которые, пройдя через эту границу, попадают в Солнечную систему».

Согласно проекту миссии SHIELDS (Spatial Heterodyne Interferometric Emission Line Dynamics Spectrometer), зонд размещен на борту ракеты, которая уже через несколько минут после запуска достигнет высоты около 300 километров. После этого инструмент сфокусируется на «носовой» части гелиосферы, чтобы уловить свет от прибывающих атомов водорода.

Солнечная система, заключенная в гелиосферу как в надутый Солнцем магнитный пузырь, несется в пространстве со скоростью 23 километра в секунду. Межзвездные частицы бьют по «носу» гелиосферы, как дождь в лобовое стекло движущегося автомобиля.

SHIELDS будет измерять свет от особой группы нейтральных атомов водорода из межзвездного пространства. Заряженные частицы обтекают гелиопаузу, а нейтральные, со сбалансированным числом протонов и электронов, пересекают силовые линии магнитного поля, проникая через гелиопаузу внутрь Солнечной системы, но при этом они отклоняются. По этим отклонениям прибор способен восстановить траектории частиц, чтобы определить, откуда они пришли, а наблюдения спектрометра SHIELDS за изменением длин волн позволит установить их скорости.

Анализируя эти параметры, ученые надеются восстановить форму этого пузыря и получить первые данные о структуре межзвездного пространства за его пределами, так как, по расчетам физиков, гелиосфера должна деформироваться при столкновении с межзвездной средой — сжиматься там, где сопротивление больше, и расширяться, где оно меньше.

Например, ученые считают, что сейчас Солнечная система проходит через разреженный участок пространства длиной около 300 световых лет в спиралевидном рукаве Ориона нашей галактики Млечный Путь. Этот участок астрономы называют Местным пузырем. Он содержит сотни звезд, в том числе Солнце. Расчеты указывают на то, что его плотность составляет около одной десятой части от плотности остальной части основного диска Галактики. Подтвердить или опровергнуть эти теоретические построения должны результаты наблюдений телескопа SHIELDS.