Зонд New Horizons подтвердил существование водородной стены вокруг Солнечной системы

Астрономы при помощи межпланетной станции New Horizons получили новые доказательства существования водородной стены — области пространства на окраине Солнечной системы, заполненной газом, нагретым в результате взаимодействия межзвездного вещества с солнечным ветром. Статья опубликована в журнале Geophysical Research Letters.

New Horizons — первый космический аппарат, пролетевший рядом с Плутоном. 14 июля 2015 года он сблизился с карликовой планетой на расстояние 12,5 тысяч километров. Благодаря собранным за 9 дней данным ученые узнали, что на Плутоне есть криовулканы, ледники, горные цепи, а также признаки подповерхностного океана. Сейчас зонд находится на пути к своей новой цели, объекту 2014 MU69 из Пояса Койпера, куда космический аппарат прибудет 1 января 2019 года.

Помимо изучения карликовых планет и объектов Пояса Койпера зонд занят исследованием окружающей среды на окраинах Солнечной системы. Это крайне малоизученная область, которую обследовало лишь несколько аппаратов, в том числе «Вояджер-1», который уже вышел в межзвездное пространство. Во внутренней части Солнечной системы солнечный ветер является основной составляющей межпланетной среды и имеет сверхзвуковую скорость, однако за орбитой Нептуна, на расстояниях 75-90 астрономических единиц от Солнца, его скорость падает до звуковой (на границе ударной волны), а сам он начинает взаимодействовать с межзвездной средой, все больше замедляясь. На границе гелиосферы, известной как гелиопауза, скорость солнечного ветра падает практически до нуля. Еще дальше, на расстоянии более двухсот астрономических единиц от Солнца, располагается головная ударная волна, на которой частицы межзвездного ветра начинают свое торможение.

Между гелиопаузой и головной ударной волной, как полагают ученые, располагается водородная стена (Hydrogen wall), заполненная газом, нагретым в результате взаимодействия межзвездного вещества с солнечным ветром. Первые свидетельства об ее существовании получили аппараты серии «Вояджер» в 1992 году. В новой работе ученые из команды New Horizons сообщают о результатах анализа данных, собранных ультрафиолетовым спектрографом ALICE, который регистрировал интенсивность свечения атомного водорода на длине волны λ = 121,6 нанометров (Лайман-Альфа) по мере удаления от Солнца. Свечение возникает при рассеянии солнечных фотонов на нейтральных атомах водорода, проникнувших в Солнечную Систему из межзвездной среды. Оказалось, что спад яркости свечения по мере увеличения расстояния до космического аппарата от Солнца хорошо согласуется с ожидаемой зависимостью 1/r, но присутствует дополнительная фоновая яркость ~ 40 рэлеев. Подобная «добавка» в яркость была найдена в данных, собранных «Вояджером-1» (около 25 рэлеев), и интерпретируется как вклад от более отдаленного источника, которым может являться водородная стена. Теперь исследователи планируют проводить подобные наблюдения примерно два раза в год, чтобы составить более полную картину происходящего и определить более точно природу источника свечения.