22 май 2022
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Защо защитният балон на Слънчевата система е оформен като кроасан?

Слънчевата система е в балон

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 06 декември 2021 в 09:01 120340
Възможната форма на Слънчевата система, подобна на кроасан. Кредит: M. Opher

Слънчевият вятър и радиация се разпръскват в междузвездното пространство, създавайки граница на слънчево влияние, в рамките на която обектите в Слънчевата система са защитени от мощната космическа радиация.

Нарича се хелиосфера и знанието как работи е важна част от разбирането за нашата Слънчева система и може би дори как ние и целият живот на Земята можем да бъдем тук.

„Какво значение има това за нас? Мехурът, който ни заобикаля, произведен от Слънцето, предлага защита от галактическите космически лъчи и формата му може да повлияе на това как тези лъчи попадат в хелиосферата“, обяснява астрофизикът Джеймс Дрейк (James Drake) от Университета на Мериленд.

„Има много теории, но, разбира се, начинът, по който галактическите космически лъчи могат да проникнат, може да бъде повлиян от структурата на хелиосферата – има ли набръчквания и гънки и подобни неща?“

Тъй като се намираме вътре в хелиосферата и границата й всъщност не се вижда, не е лесно да разберем нейната форма. Но не е невъзможно. Двете сонди "Вояджър" и New Horizons са три космически кораба, които са стигнали до далечните краища на Слънчевата система. Всъщност сондите "Вояджър" дори са преминали границата на хелиосферата и в момента си проправят път през междузвездното пространство .

С данни от тези сонди учените установяват миналата година, че хелиосферата може да е оформена малко като странен космически кроасан. Сега те са разбрали как - неутралните водородни частици, които се вливат в Слънчевата система от междузвездното пространство, вероятно играят решаваща роля при извайването на формата на хелиосферата.

Екипът се заема да изследва хелиосферните струи, наречени джетове. Това са двойни струи от материал, които се излъчват от полюсите на Слънцето, оформени от взаимодействието на слънчевото магнитно поле с междузвездното магнитно поле. Вместо да стрелят направо обаче, те се извиват, изтласкани от междузвездния поток – като върховете на кроасан. Това са опашките на Слънчевата система.

турбулентни слънчеви струиРеконструкция на хелиосферата, показваща джетовете. Кредит: M. Opher/AAS

Те са подобни на други астрофизични струи, наблюдавани в космоса, и като тези други джетове, джетовете на Слънцето са нестабилни. А хелиосферата, оформена от Слънцето, също изглежда нестабилна. Изследователите се опитват да разберат защо.

„Виждаме тези джетове да се проектират като неправилни колони и [астрофизиците] от години се чудят защо тези форми са нестабилни“, обяснява астрофизикът Мерав Офер (Merav Opher) от Бостънския университет, който ръководи изследването.

Екипът извършва изчислително моделиране, фокусирайки се върху неутралните водородни атоми - такива, които не носят заряд. Знаем, че те се носят през Вселената, но не и какъв ефект биха могли да имат върху хелиосферата. Когато изследователите изваждат неутралните атоми от своя модел, изведнъж слънчевите джетове станаха стабилни. После ги връщат обратно.

„Когато ги пуснахме обратно, елемнтите започват да се огъват, централната ос започва да се клати и това означава, че нещо вътре в хелиосферните джетове става много нестабилно“, разказва Офер.

Според анализа на екипа това се случва заради взаимодействието на неутралния водород с йонизираната материя в хелиообвивката – външната област на хелиосферата. Това генерира нестабилност на Рейли-Тейлър или нестабилност, която възниква на границата на взаимодействие между две течности с различна плътност, когато по-лекият флуид се изтласква в по-тежкия. От своя страна това предизвиква мащабна турбуленция в опашките на хелиосферата.

Хидродинамична симулация на нестабилността на Рейли-Тейлър. Забележете образуването на нестабилности във втората и по-късните показани снимки, както и образуването на "гъба" на по-късен етап в третия и четвъртия кадър от последователността. Примери за това явление може да се видят в поведението на облаци с форма на гъбиа като тези от вулканични изригвания и атмосферни ядрени експлозии, експлозии на свръхнова, при които разширяващият се активен газ се ускорява в по-плътния газ на обвивката,  нестабилности в реакторите за плазмен синтез. Кредит: Wikimedia Commons

Това е ясно и елегантно обяснение за формата на хелиосферата и такова, което може да има отражение върху нашето разбиране за начина, по който галактическите космически лъчи навлизат в Слънчевата система. От своя страна това може да ни помогне да разберем по-добре радиационната среда на Слънчевата система, извън защитното магнитно поле и атмосферата на Земята.

„Вселената не е тиха. Нашият модел не се опитва да премахне хаоса, което ми позволи да определя причината [за нестабилността на хелиосферата]… Неутралните водородни частици“, коментира Офер.

„Това откритие е наистина голям пробив, то наистина ни насочва в посока да открием защо нашият модел получава своята отчетлива хелиосфера с форма на кроасан и защо други модели не го правят".

Справка: A Turbulent Heliosheath Driven by the Rayleigh–Taylor Instability, M. Opher, J. F. Drake, G. Zank, E. Powell, W. Shelley, M. Kornbleuth, V. Florinski, V. Izmodenov, J. Giacalone, S. Fuselier et al., Published 2021 December 1 • © 2021. The Author(s). Published by the American Astronomical Society.

The Astrophysical Journal, Volume 922, Number 2 Citation M. Opher et al 2021 ApJ 922 181

Източник: Astronomers Have Discovered Why The Solar System Might Be Shaped Like a Croissant
MICHELLE STARR, Science Alert


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.