Что такое межзвездное пространство и где оно начинается?

Исследуйте межзвездную среду здесь с нашим лучшим гидом.

Межзвездное пространство — это область между звездами, но она далеко не пустая. Он содержит огромное количество нейтрино, заряженных частиц, атомов, молекул, темной материи и фотонов, от излучения самой высокой энергии до вялого света космического микроволнового фона (CMB), хотя и довольно редко рассеянного.

По данным Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO), среднее расстояние между звездами в галактике Млечный Путь составляет около 5 световых лет, хотя вблизи центра галактики они скоплены сильнее, чем на окраинах, где находятся Солнце и Земля. располагается.

Это означает, что между звездами много пространства. Мы коллективно называем все, что находится в этом пространстве, «межзвездной средой», или сокращенно ISM.

Состав ISM раскрыли ученые из Центра инфракрасной обработки и анализа (IPAC) Калифорнийского технологического института: ISM в основном состоит из атомов водорода (~ 90 %) и гелия (~ 8 %), которые являются двумя Наиболее распространенные атомы во Вселенной были созданы в результате Большого взрыва, но есть также другие микроэлементы и молекулы, составляющие не более 2% МЗС. Все эти элементы, тяжелее водорода и гелия, возникли в результате гибели звезд и были выброшены в космос. Чем больше поколений звезд, тем более обогащенной химическими элементами становится МЗС с течением времени.

Граница межзвездного пространства находится далеко, но, возможно, не так далеко, как вы думаете. На самом деле часть нашей Солнечной системы находится в межзвездном пространстве.

Как это может быть? Граница межзвездного пространства определяется как область, где солнечный магнитный пузырь ослабевает и подходит к концу. Этот магнитный пузырь, известный как гелиосфера, наполнен плазмой (ионизированным газом). Гелиосферу надувает солнечный ветер, который вытягивает линии магнитного поля от Солнца.

Плазма в МЗС оказывает внутреннее давление на край гелиосферы своими собственными магнитными полями и заряженными частицами, что приводит к сложной и изменчивой структуре на границе. Солнечный ветер начинает ослабевать со скоростью 370–430 миль в час (600–700 километров в час), когда он начинает сталкиваться с межзвездным пространством, и замедляется примерно до 62 миль в час (100 км/ч). Точка, в которой это происходит, называется шоком завершения. Область в гелиосфере за пределами Ударной волны, где солнечный ветер продолжает замедляться, называется гелиооболочкой, а внешняя граница гелиосферы называется гелиопаузой. Именно в гелиопаузе солнечный ветер прекращается и уступает место межзвездному пространству, примерно в 11 миллиардах миль (18 миллиардов км) от Солнца.

Только два действующих космических корабля когда-либо пересекали гелиопаузу и выходили в межзвездное пространство. Это миссии НАСА «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Запущенные в 1977 году, они посетили внешние планеты, а затем продолжили свое путешествие в космос. В 2005 году Эд Стоун из Лаборатории реактивного движения, который до выхода на пенсию в 2022 году был научным сотрудником проекта «Вояджер», объявил, что «Вояджер-1» преодолел завершающую ударную волну на расстоянии 94 астрономических единиц (8,7 миллиардов миль/14 миллиардов километров) от Солнца.

НАСА объявило, что «Вояджер-2» последовал этому примеру в августе 2007 года на расстоянии около 83 астрономических единиц (7,7 миллиардов миль/12,4 миллиардов километров). «Вояджер-1» и «Вояджер-2» движутся в разных направлениях, и тот факт, что они пересекли граничную ударную волну в гелиооболочку на разных расстояниях от Солнца, позволяет предположить, что гелиосфера не симметрична вокруг Солнечной системы, а сплющена. Эта форма создается балансом силы солнечного ветра наружу и давления МЗС на гелиосферу, особенно в направлении движения Солнца в космосе.

Тогда НАСА объявило, что 25 августа 2012 года «Вояджер-1» пересек гелиопаузу и стал первым космическим кораблем, вышедшим из-под влияния Солнца и вошедшим в межзвездное пространство. Это произошло на расстоянии 121 астрономической единицы (11 миллиардов миль/18 миллиардов километров) от Солнца, которое находится в «рассеянном диске» комет недалеко от края нашей солнечной системы. НАСА также сообщило, что «Вояджер-2» пересек гелиопаузу и вошел в межзвездное пространство 5 ноября 2018 года на расстоянии 121 астрономической единицы (11,3 миллиарда миль/18,3 миллиарда километров).