Хвост Солнечной системы похож на клевер

Пузырь гелиосферы несётся через галактическое пространство, оставляя за собой довольно масштабный след.

Долгое время считалось, что у Солнечной системы есть хвост — то есть её движение через межзвёздную среду сопровождает поток частиц, отстающих от системы на значительное расстояние. И хотя такая теория вполне логична (те же кометы в околосолнечном космосе или метеоры в атмосфере оставляют хвосты), заметить его никак не удавалось.

Наконец, принадлежащий НАСА космический аппарат IBEX (Interstellar Boundary Explorer, «Исследователь межзвёздных границ») восполнил этот пробел, впервые зафиксировав наличие гелиохвоста.

Группа учёных во главе с Дэвидом Маккомасом (David McComas) из Юго-Западного исследовательского института в Сан-Антонио (США), работавшая с данными трёхлетних наблюдений, составила карту различных слоёв частиц, образующих хвост. Слои представлены двумя боковыми потоками медленных частиц, над и под которыми движутся более скоростные частицы. В целом общая структура потоков слегка закручена.

Это достижение может показаться несколько запоздалым, поскольку следы движения других звёздных систем уже фиксировались земными телескопами. Но, как это часто бывает, большое видится на расстоянии: заметить движение такого масштаба собственной системы куда сложнее. «Пионер-10» должен был встретиться с хвостом, но в 2003 году, -ещё до вступления в его зону, исчерпал свои энергетические возможности.

IBEX же обладал возможностью наблюдать хвост со значительных расстояний. Для этого аппарат фиксировал нейтральные атомы, которые не может увлечь с собой магнитное поле гелиосферы. Такие атомы, рождающиеся в столкновениях на границах гелиосферы, способны довольно чётко определить её границы.

Как это происходит? Поток нейтральных атомов из межзвёздного пространства постоянно пронизывает нашу систему, поскольку магнитное поле их не отражает. Однако такие атомы медленны, но при столкновении с одной из частиц солнечного ветра на границе гелиосферы они могут обменяться электроном и образовать как медленно движущуюся заряженную частицу, так и быстро перемещающийся, причём без изменения траектории нейтральный атом. Некоторые из них после многолетнего путешествия прибывают к району Земли, там-то их и «ловит» IBEX, что позволяет получить представление о тех направлениях, на которых произошли породившие эти частицы столкновения.

Общая форма хвоста напоминает четырёхлепестковый клевер: два боковых лепестка состоят из медленно движущихся, а верхний и нижний — из быстрых частиц. Форма обусловлена тем, что в последние годы этого гелиоцикла солнечный ветер идёт от нашего светила быстрее всего в районе полюсов и медленнее — в районе экватора Солнца. Из-за различных факторов — в особенности магнитного влияния окружающего нашу систему района Галактики — «клевер» слегка закручен: