Астрофизики поймали тяжёлые элементы из межзвёздного ветра
В последние годы учёные сумели взять прямые пробы сразу нескольких разновидностей атомов из локального межзвёздного облака. Анализ, результаты которого поспели теперь, показал, что среда за пределами гелиосферы заметно отличается по пропорциям веществ от внутренностей Солнечной системы.
Для взятия проб не понадобилось запускать аппарат в невероятную даль. Искомые данные принёс спутник IBEX, измеряющий потоки энергичных нейтральных атомов (ENA).
Такие течения не реагируют на магнитное поле Солнца, а потому, в отличие от ионов, способны свободно поступать в гелиосферу извне.
Этот галактический ветер, как показали последние измерения аппарата IBEX, проникает в Солнечную систему на скорости 23 км/с. Примерно за 30 лет частицы такого ветра добираются от внешних границ системы — зоны, где сталкиваются галактические потоки и солнечный ветер, до Солнца и Земли.
Здесь атомы и ловит IBEX.
Галактический ветер идёт навстречу нашей родной звезде со стороны созвездия Скорпиона (примерно там, где находится нос Солнечной системы).
Точная точка входа показана крестиком (иллюстрация NASA/Goddard Scientific Visualization Studio).
Ранее IBEX открыл колоссальную ленту, излучающую ENA и опоясывающую всю Солнечную систему, что породило интересные предположения о том, что расположено по ту сторону пузыря гелиосферы.
А теперь зонд пополнил копилку сведений замерами потоков ряда тяжёлых элементов. Так выяснилось, что на каждые 20 атомов неона в галактическом ветре приходится по 74 атома кислорода.
В Солнечной системе, однако, на каждые 20 атомов неона имеется 111 атомов кислорода, сообщает NASA.
Межзвёздный ветер ENA, подходя к Солнцу, испытывает его гравитационное воздействие так, что изгибается (голубые и синие стрелки). Причём степень отклонения потока зависит от скорости частиц. Этим пользуется спутник IBEX.
Он может оценивать скорость нейтральных атомов в тот период, когда Земля находится в правильной точке своей орбиты (в феврале). Серия новых работ, результаты которых опубликованы в Astrophysical Journal, основана на измерениях 2009 и 2010 годов (иллюстрация NASA/GSFC/UNH).
Получается, что в любой части нашей системы кислорода больше, чем в местном межзвёздном пространстве. Это может означать, что Солнце родилось в иной части Галактики, или что в местном межзвёздном облаке кислород отчасти заперт в пылевых или ледяных частицах и потому не может путешествовать свободно.
Распределение газа и пыли вокруг Солнца и направление движения различных газовых облаков (голубые стрелки). Ближайшие облака — Местное облако (Local Cloud) и облако G. Жёлтая стрелка – направление движения самого Солнца. Шкалы по вертикали и горизонтали – световые года.
Белая стрелка внизу – направление на галактический центр (иллюстрация NASA/GSFC/Adler/ U. Chicago/Wesleyan).
Прежние измерения скорости и точки проникновения межзвёздных частиц в Солнечную систему (синий круг) при сравнении с параметрами двух самых близких к нам межзвёздных облаков намекали, что мы расположены где-то между ними. Новые данные по разным атомам (жёлтый и оранжевый эллипсы) говорят о том, что Солнце всё же находится в Местном облаке, хотя и на его границе.
Шкала по горизонтали – эклиптическая долгота в градусах, по вертикали – скорость в км/с (иллюстрация NASA/GSFC/Adler/ U. Chicago/Wesleyan).
Учёные добавляют, что Солнечная система погрузилась в местное межзвёздное облако где-то в пределах 45 тысяч лет назад. А покинуть она его должна в течение нескольких сотен или тысяч лет.
Тогда светило и его семья столкнутся с галактической средой, ещё более отличной от нашей собственной.
Гелиосфера и астросферы предоставляют планетам защитный экран от галактических космических лучей. На рисунке показано непосредственное окружение Солнца и отмечены известные звёзды с астросферами и (или) планетными семьями (иллюстрация NASA/GSFC/Adler/ U. Chicago/Wesleyan).
Все эти сведения помогают лучше понять не только процессы на границе Солнечной системы, но и эволюцию Вселенной. Ведь элементы тяжелее водорода и гелия рождались в недрах светил и при взрывах сверхновых.
Подсчёт распространённости в космосе тех или иных атомов помогает уточнить модели развития галактик и их скоплений.
Бирюков Антон — Лекция 1 \
