Только два космических аппарата миссии Voyager («Вояджер») когда-либо достигали этого уголка космоса – далеко за пределами орбиты Плутона, за поясом Койпера, лежит граница, отмечаемая лишь скачком магнитных свойств пространства, за пределами которой заканчивается зона влияния Солнца и начинается межзвездное пространство.

В этой области свет и частицы, испускаемые 100 миллиардами звезд нашей Галактики, встречаются с потоками излучения и частиц, оставшихся со времен Большого взрыва. Эта смесь излучения и частиц известна ученым как межзвездная среда. Ее изучение может помочь глубже понять далекое прошлое и спрогнозировать будущее нашей Солнечной системы.

Новые измерения, проведенные при помощи космического аппарата НАСА New Horizons («Новые горизонты»), привели к пересмотру оценки важнейшей характеристики межзвездной среды в околосолнечном пространстве – ее плотности. Согласно этим новым результатам, плотность межзвездной среды на самом деле примерно на 40 процентов выше, чем считалось.

Так же, как Земля движется вокруг Солнца, вся Солнечная система движется по нашей галактике Млечный путь со скоростью порядка 80 000 километров в час. Поскольку наша планетная система защищена «пузырем» из магнитных полей, генерируемым Солнцем и называемым гелиосферой, то не все частицы из межзвездного пространства могут проникать внутрь гелиосферы. В частности, заряженные частицы отклоняются вдоль магнитных линий, и внутрь гелиосферы проникают лишь частицы нейтральных газов – причем не всех.

Внутри гелиосферы частицы нейтральных газов из межзвездного пространства ионизируются под действием солнечного излучения и частиц солнечного ветра, превращаясь в ионы. Оценивая плотность этих вторичных ионов, можно оценить плотность вещества межзвездной среды.

«Мы не можем напрямую наблюдать атомы нейтральных газов межзвездного пространства при помощи аппарата New Horizons, но мы можем регистрировать эти вторичные ионы, — сказал Павел Свачина (Pawel Swaczyna), исследователь-постдок из Принстонского университета, США, и главный автор новой научной работы. – Эти ионы, образовавшиеся в результате выбивания электрона из нейтрального атома, движутся намного быстрее, чем ионы солнечного ветра, и мы можем без труда их обнаружить».

Эти новые результаты продемонстрировали, что плотность атомов водорода в межзвездном пространстве составляет примерно 120 атомов на кубический дециметр пространства, в то время как предыдущее значение, на котором сошлось несколько независимых исследований, составляло около 85 атомов на кубический дециметр. Однако еще более раннее исследование, проведенное в 2001 г. при помощи аппарата Voyager, также давало значение около 120 атомов на кубический дециметр пространства, отметили ученые.

Эти новые результаты, полученные командой Свачины, позволили наконец найти объяснение феномену, обнаруженному недавно при помощи миссии Interstellar Boundary Explorer (IBEX) НАСА. Аппарат обнаружил на переднем краю гелиосферы таинственную полосу из высокоэнергетических частиц, и до настоящего времени современные модели не могли объяснить ее чрезмерную яркость, которая, однако, без труда находит объяснение, если принять плотность атомов водорода в межзвездном пространстве на 40 процентов выше, добавил Свачина.