Зонди Voyager знаходять нову фізику, що прискорює електрон, у глибокому космосі

NASA запустило зонди "Вояджер" більше 40 років тому, і той факт, що ми все ще говоримо про вплив цих космічних кораблів, є свідченням того, наскільки добре були сплановані ці місії. Зараз і Вояджер 1, і 2 перебувають поза Сонячною системою, але там є що подивитися в міжзоряному середовищі (ISM). Нещодавно опубліковане дослідження Університету Айови каже, що зонди "Вояджер" виявили абсолютно новий вид "сплеску електронів", пов'язаний з викидами корональної маси на Сонце.

Зонди "Вояджер" були запущені протягом декількох тижнів один одного в 1977 році, скориставшись випадковим вирівнюванням планет, яке відбувається лише один раз на 175 років. Космічний корабель пройшов різні маршрути через зовнішню Сонячну систему, коли "Вояджер-1" пролетів повз Юпітер і Сатурн, тоді як "Вояджер-2" відвідав Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун. Зонди отримали прискорення сили тяжіння від цих масивних планет, викинувши їх із Сонячної системи. У 2012 році «Вояджер-1» перетнув «геліопаузу», область космосу, де сонячний вітер розсіюється і поступається місцем ІСМ. Voyager 2, який пішов більш крутим маршрутом, зробив те саме в 2018 році.

Опинившись у ІСМ, зонди "Вояджер" змогли подивитися на бульбашку космосу, на якій панує сонце ззовні. Цього не може зробити жоден інший космічний корабель. На щастя, НАСА запланувало заздалегідь і оснастило роботів-дослідників приладами, які могли б дослідити ІСМ. Детектори космічних променів на зондах використовувались для відстеження наслідків викидів корональної маси (CME), які рухаються назовні через космос, поки не потрапляють у геліопаузу. Потрібно близько року, щоб ці затяжки гарячого газу та енергії потрапили туди, а деякі з них досить потужні, щоб пробитися крізь геліосферу та потрапити в ІСМ. Ось де "Вояджер 1" і "2" зафіксували несподівану поведінку.

Кожного разу, коли один з цих великих КМЕ досягає ІСМ, дослідники заздалегідь відзначали сплеск електронів - сама ударна хвиля прийшла лише через 13-30 днів після електронів космічних променів високої енергії. Непримітно бачити, як цей сигнал з’являється перед ударною хвилею, але команда каже, що це все завдяки властивостям ліній магнітного поля в іонізованому газі ІСМ, які, мабуть, майже ідеально прямі. Великі КМЕ пробивають геліопаузу і взаємодіють з цими лініями поля, змушуючи частину електронів, що знаходяться всередині, прискорюватися вздовж магнітних прямо. Вони можуть досягати релятивістських швидкостей, приблизно в 670 разів швидше, ніж ударна хвиля, яка спочатку доставляла їх до краю Сонячної системи. Ось чому Вояджер 1 і 2 бачать вибух електрона перед ударною хвилею CME.

Вчені ніколи не бачили, щоб електрони прискорювались перед такою ударною хвилею. Це абсолютно новий механізм, який може допомогти нам краще зрозуміти ISM. Ми навіть не підозрювали б, що це можливо, якби не два 40-ти космічні зонди.