Вояджеры и всплески электронов в межзвёздной среде

С момента запуска космических аппаратов "Вояджер" прошло более 40 лет, но они всё ещё совершают открытия.

В новом исследовании группа физиков на базе Университета Айовы сообщает об обнаружении всплесков электронов в космическом излучении, ускоренных ударными волнами, возникающими в результате крупных извержений на Солнце.
Приборы на борту космических аппаратов "Вояджер-1" и "Вояджер-2" зафиксировали всплески в то время, когда "Вояджеры" уже двигались в межзвёздном пространстве.
Они стали первыми аппаратами, обнаружившими это уникальное явление в области пространства между звёздами.

Недавно обнаруженные группы электронов движутся почти со скоростью света и примерно в 670 раз быстрее, чем ударные волны, которые изначально придали им ускорение.
За всплесками последовали колебания волн плазмы, вызванные электронами с более низкой энергией, дошедшие до приборов "Вояджеров" через несколько дней, а в некоторых случаях, спустя примерно месяц, за ними следовала сама ударная волна.

Ударные волны исходили от выбросов корональной массы, которые представляют собой извержения горячего газа и энергии, движущиеся от Солнца со скоростью более 1 миллиона километров в час.
Даже при такой скорости ударным волнам требуется больше года, чтобы добраться до "Вояджеров", которые продвинулись от Солнца дальше (более чем на 22,5 миллиардов километров), чем любой другой объект, созданный человеком.

"Здесь мы видим некий механизм, посредством которого при контакте ударной волны с силовыми линиями межзвёздного магнитного поля она отражает и ускоряет некоторые электроны космического излучения, - говорит Дон Гурнетт, почётный профессор кафедры физики и астрономии и автор исследования. - С помощью приборов для измерения космического излучения мы определили, что эти электроны были отражены и ускорены ударными волнами, распространяющимися в межзвёздной среде в ответ на энергетические выбросы Солнца. С подобным механизмом мы встретились впервые".

Возможно, это открытие поможет физикам лучше понять динамику ударных волн и космического излучения, исходящих от вспышек на звёздах (яркость которых может временно изменяться из-за бурной активности на их поверхности), а также взрывающихся звёзд.
Физику таких явлений было бы важно учитывать при отправке астронавтов в длительные лунные или марсианские экспедиции, во время которых они будут подвергаться воздействию космических лучей с концентрацией, намного превышающей таковую на Земле.

Физики полагают, что эти электроны в межзвёздной среде отражаются от усиленного магнитного поля на краю ударной волны и впоследствии ускоряются движением самой ударной волны.
Затем отражённые электроны движутся по спирали вдоль силовых линий межзвёздного магнитного поля, набирая скорость по мере увеличения расстояния между ними и ударной волной.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Astronomical Journal в статье под названием "Модель ударных волн солнечного происхождения в межзвёздной среде: наблюдения аппаратов "Вояджер-1" и "Вояджер-2".




Источник: https:// now.uiowa.edu/ 2020/ 12/ voyager-spacecraft-detect-new-type-solar-electron-burst/