Козероги НАСА диаграммы 11 лет на границу межзвездного пространства

Далеко, далеко за пределы орбиты планет лежат туманные контуры магнитного пузыря в пространстве, которое мы называем домом.

Это гелиосферы, огромного пузыря, который создается магнитным полем Солнца и захватывает все планеты. Границ этот космический пузырь не зафиксированы. В ответ на вздохи и вздохи солнца, они сокращаться и вытягиваться на протяжении многих лет.

Теперь, впервые, ученые использовали целый солнечный цикл данных с космических аппаратов Козерога НАСА, чтобы изучить, как гелиосфера изменения с течением времени. Солнечные циклы длятся приблизительно 11 лет, как качели Солнце из сезонов высокой к низкой активности, и снова становится высоким. С многолетним опытом козла, ученые хотели изучить, как перепады настроения солнца играют на краю гелиосферы. Результаты показывают, перенося внешнюю гелиосферу в мельчайших подробностях, ловко эскиз формы гелиосферы (а предметом дискуссий в последние годы), и намек на процессы, лежащие в одной из самых загадочных черт. Эти данные, наряду с недавно настроенный набор данных, были опубликованы в Астрофизическом журнале дополнениями на 10 июня 2020 года.

Козероги, короткие для исследователь межзвездной границы, наблюдала за границы в межзвездном пространстве на протяжении более 11 лет, показывая нам, где в нашем космическом пространстве вписывается в остальную часть галактики.

«Это очень небольшие миссии», — сказал Дэвид Маккомас, главный исследователь миссии из Принстонского университета в Нью-Джерси. Козерога такой же большой, как автобус, шиномонтаж. «Это было чрезвычайно успешным, прочного гораздо дольше, чем можно было ожидать. Мы сейчас повезло иметь целый солнечный цикл наблюдений».

Сопоставление Солнечной системы края, одна частица одновременно

Гелиосфера заполнена солнечным ветром, постоянный поток заряженных частиц от Солнца. Солнечный ветер устремляется во всех направлениях, со скоростью миллион миль в час, пока он не упрется в межзвездной среде, скорость ветра других звезд, которые заполняют пространство между ними.

Как Солнце пробирается сквозь межзвездную среду, он создает горячая, густая волна как волна на фронте лодка течет в море. В нашем космическом пространстве называется местная фигня, ибо облако сверхгорячей газов, что цветет вокруг нас. Где солнечный ветер и местных Пух встретиться образует кромку гелиосферы, называемой гелиопаузы. Просто внутри что находится в неспокойном регионе, назвал heliosheath.

Частицы, называемые энергичные нейтральные атомы, или Энас, которые формируются в этой далекой области пространства находятся в центре внимания обзоры козла. Они создаются, когда горячие, заряженные частицы, такие как те, в Солнечной сталкиваются ветер с холодных нейтралов, как те, которые вытекают из межзвездного пространства. Зиппи частицы солнечного ветра могут вырвать электроны из межзвездных атомов лесопиления, становится нейтральным сами.

Путешествие этих частиц начинается задолго до Козерога обнаруживает их. Мимо планет, мимо пояса астероидов и пояса Койпера, к краю гелиосферы, на это требуется около года на порыв солнечного ветра на гонки в 100 раз превышает расстояние между Солнцем и Землей. Вдоль дороги, Солнечный ветер поднимает ионизированными атомами межзвездных газов, которые извивались в гелиосфере. Солнечный ветер, который прибывает в край не тот же ветер, который оставил Солнце за год до.

Частицы солнечного ветра могут провести еще шесть месяцев ровинг хаоса heliosheath, пропасть между двумя внешние границы гелиосферы по. Неизбежно, некоторые сталкиваются с межзвездных газов и стать энергичным нейтралов. Он принимает нейтральных частиц близко, чтобы еще один год для возвращения обратно, пересекая пространство от края гелиосферы, чтобы достичь Козероги, если частицы произошло направляется в точно правильном направлении. Из всех образовавшихся нейтральных частиц, лишь немногие на самом деле сделать это для Козерогов. Вся поездка занимает от двух до трех лет по максимальной энергии частиц в диапазоне наблюдений козла, и даже больше на более низких энергиях и более отдаленные регионы.

Козерог использует тот факт, что нейтральные атомы, как это не отклоняются магнитным полем Солнца: свежий нейтральных частиц отдаляющие от столкновений в почти прямой линии.

Козероги обследований небо для частиц, отмечая их направление и энергию. Космический корабль обнаруживает только одно каждый второй. Результатом является карта межзвездной границы, созданный из того же принципа летучая мышь использует для echolocate свой путь через ночь: мониторинг входящего сигнала, чтобы узнать больше о месте. Изучая, где нейтралы, и когда, Козероги смогут проследить отдаленных границах нашей гелиосферы.

«Нам очень повезло наблюдать это изнутри гелиосферы», — сказала Юстина Сокол, приглашенный ученый в Принстоне команды. «Это процессы, которые происходят на очень малых расстояниях. Когда вы наблюдаете другие звезды, которые очень далеко, вы наблюдаете расстояния световых лет, снаружи их astrospheres.» Даже расстояние от Солнца, а нос гелиосферы является крошечной по сравнению со многими, много световых лет.

Используя 11-плюс Козерога-х гг. сведения, Маккомас и его команда смогли изучить изменения, которые развиваются с течением времени и являются ключом к пониманию нашего места в космосе.

Солнечный ветер является постоянной, но ветер не устойчивый. Когда порывы ветра, гелиосферы надувается, как воздушный шар, и нейтральных частиц, от перенапряжения на самой окраине. Когда ветер утих, контракты на воздушном шаре; нейтральные частицы сокращаться. Последующие качели нейтральных частиц, ученые сообщили, последовательно повторил два-три года после изменения ветра … отражать свое путешествие к краю этого шара и обратно.

«Это занимает так много лет для этих эффектов, чтобы добраться до края гелиосферы», — сказал Джейми Залай, другой Принстонской исследователь в команде. «Для нас это много данных из Козерога, наконец, позволяет нам сделать эти долгосрочные корреляции.»

Формирование гелиосферы

С 2009 по 2014 год, ветер дул довольно низкий и устойчивый, легкий ветерок. Гелиосферы контракту. Потом пришел сюрприз разбухают в солнечном ветре, как будто солнце тяжело вздохнула. В конце 2014 года, космический аппарат НАСА на орбите Земли обнаружен рост давления солнечного ветра примерно на 50% (с тех пор он остается высоким в течение нескольких лет).

Два года спустя, вздымающиеся солнечного ветра привело к потоку нейтральных частиц в heliosheath. Еще два года спустя, они заполнены нос гелиосферы. В конце концов, они хохлатой за гелиосферы на Северном и Южном полюсах.

Эти изменения не являются симметричными. У каждого наблюдаемого рельефа прослеживается закидоны формы гелиосферы по. Ученые были удивлены тем, насколько четко они увидели волну солнечного ветра выталкивая гелиопаузы.

«Время и нейтральные частицы имеют очень красятся расстояния в форме гелиосферы для нас», — сказал Маккомас.

Горные козлы до сих пор не отмечено влияния этого космического удар от задней части гелиосферы, heliotail. Это означает, что хвост находится гораздо дальше от Солнца, чем спереди; эти частицы находятся на гораздо более длительное путешествие. Может быть, всплеск солнечного ветра все еще мчится по направлению к хвосту, или, может быть, нейтральных частиц уже на обратном пути. В ближайшие годы, команда Козероги будут смотреть на признаки своего возвращения из хвоста.

«Природа создали этот прекрасный эксперимент для нас, чтобы лучше понять эту границу», — сказал Салай. «Мы приехали, чтобы увидеть, что происходит, когда это одна большая вещь — солнечный ветер — пуш изменения.»

В целом, этот рисует картину гелиосферы, что формируется что-то вроде кометы. Форма гелиосферы была предметом дебатов в последние годы. Некоторые утверждали, наш пузырь в пространство сферически, как глобус; другие предлагали это ближе к круассан. Но в этом исследовании, сказал Маккомас, данные Козерога четко показывает ответ гелиосферы на солнечной толчок ветра был асимметричным-так сама гелиосфера тоже должны быть асимметричными. Солнце находится близко к фронту, и как бросает солнце сквозь пространство, heliotail тропами гораздо дальше позади, что-то вроде полос хвост кометы.

Большая борьба козла головоломки

Козероги многолетних данных также привлечены ученые приблизились к объяснению одной из более запутанных характеристик гелиосферы, известный как лента Козерога. Лента остается одним из крупнейших открытий козла. Объявлено в 2009 году, он относится к широкому, диагональная полоса энергетических нейтральных, окрашенные по всей передней части гелиосферы. Это долго ломали голову ученые: почему если какая-либо часть границы должна быть так отличается от остальных?

С течением времени, Козлов указал, что каких формах лента очень отличается от того, что из межзвездного облака. Она формируется направление межзвездного магнитного поля. Но как образуются частицы ленты? Теперь ученые сообщают, что скорее всего вторичный процесс, отвечает, вызывающие путешествие из определенной группы энергетических нейтральных частиц примерно в два раза.

Став энергичных нейтралов, а не рикошет обратно в сторону Козерога, эта группа частиц будет полоса в противоположном направлении, через гелиопаузы и в межзвездном пространстве. Нет, они хотели получить вкус местной Пух, крейсерская пока какой-нибудь неизбежно столкнется с прохождением заряженных частиц, теряя вновь электрона и становится связана с окружающим магнитным полем.

Еще два года проходят, и заряженных частиц может снова столкнуться с медленнее сверстников, крадут электроны, как они сделали прежде. После этого краткого миграции за пределы гелиосферы, Дважды рожденный энергичных нейтралов в конечном итоге может вновь войти, мчится обратно к дому.

Расширенные данные индекса IBEX помог ученым подключите ленту к длинным частиц межзвездной тур. Частиц, образующих ленту, проехал так около двух лет больше, чем остальные нейтральных частиц наблюдается. Когда дело дошло до всплеска солнечного ветра, ленты ушло еще два года после того, как остальная часть гелиосферы, чтобы даже начать отвечать.

Что значительно превышает его первоначальную миссию двух лет, Козерог в скором времени прибавится еще одна миссия НАСА, протокол IMAP — короткая для межзвездных карт и ускорение зонда, для которых Маккомас также служит в качестве главного исследователя. Миссии планируется запустить в конце 2024.

«Протокол IMAP представляет собой прекрасную возможность для обучения, с большим разрешением и чувствительностью, что Козлов начал показывать нам, так что мы действительно получим детальное представление о физике там», — сказал Маккомас.

Видео: https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=ZY8D71NW1wM&feature=emb_logo

сделать разницу: спонсорские возможности