Где граница
Солнечная система имеет чрезвычайно большие размеры. Она охватывает восемь больших планет, около шести карликовых планет, несколько сотен спутников и миллионы астероидов и комет, которые вращаются вокруг Солнца и друг вокруг друга. Но на этом все не заканчивается, ведь как минимум гелиопауза – граница гелиосферы и присутствия солнечного ветра – наступает гораздо дальше, чем находится последняя планета.
Смотрите также Выравнивались ли когда-нибудь все планеты Солнечной системы в одну линию?
Так где же все заканчивается? Ответ может зависеть от того, кого вы спросите, и от того, как они определяют Солнечную систему. В целом есть три потенциальные границы Солнечной системы: Пояс Койпера (кольцо каменистых тел за орбитой Нептуна) гелиопауза (край магнитного поля Солнца) и Облако Оорта (далекое хранилище комет, которые едва видны с Земли).
Аргументы в пользу каждой из этих границ имеют свои преимущества, что затрудняет выбор между ними. Рассмотрим все три варианта.
Пояс Койпера
Пояс Койпера простирается на расстоянии от 30 до 50 астрономических единиц от Солнца (одна астрономическая единица равна расстоянию между Землей и Солнцем). Этот регион заполнен астероидами и карликовыми планетами, такими как Плутон, которые были выброшены из внутренней Солнечной системы в результате гравитационного взаимодействия с другими планетами и звездами.
Некоторые астрономы утверждают, что именно Пояс Койпера следует считать краем Солнечной системы, поскольку он условно представляет границу, где должен был бы быть протопланетный диск Солнца — закрученное кольцо газа и пыли, которое позже превратилось в планеты, спутники и астероиды.
Фактически суть такого взгляда на этот вопрос в условном определении Солнечной системы как совокупности тел, включающей само Солнце и его планетарные тела. Но другие ученые считают такое определение слишком простым.
- Во-первых, с момента образования планет произошло много перемещений, которые по большей части выбрасывали объекты наружу. Поэтому Пояс Койпера содержит не все объекты Солнечной системы, например, неуловимую гипотетическую Девятую планету, которая (если она существует), скорее всего, лежит далеко за пределами Пояса.
- Во-вторых, границы протопланетного диска не совпадают с границами магнитного поля, которое продуцирует Солнце.
В октябре 2023 года открытие десятка новых объектов за пределами Пояса Койпера также намекнуло на то, что может существовать второй Пояс, который скрывается еще дальше.
Неопределенность вокруг внешнего края этого региона делает его ненадежной границей для Солнечной системы в целом, утверждают некоторые исследователи.
Гелиопауза
Гелиопауза — это внешняя граница магнитного воздействия Солнца, известного как гелиосфера. В этом месте космоса поток заряженных частиц, излучаемых Солнцем, известный как солнечный ветер, становится слишком слабым, чтобы отражать встречный поток космических частиц от других космических объектов в галактике.
Поскольку плазма внутри гелиопаузы имеет солнечное происхождение, а плазма за пределами гелиопаузы — межзвездное, некоторые считают, что гелиопауза является границей Солнечной системы. Как следствие, пространство за пределами гелиопаузы также часто называют "межзвездным пространством".
Только два человеческих аппарата путешествовали за пределами гелиопаузы: "Вояджер-1", который совершил этот переход в 2012 году, и "Вояджер-2", который пересек ее в 2018 году. Когда зонды "Вояджер" пересекли гелиопаузу, они быстро обнаружили изменения в типах и уровнях магнетизма и радиации, попадающих на них, а это означало, что они пересекли какую-то границу.
Однако несмотря на свое название, гелиосфера не является идеальной сферой. Это скорее продолговатое пятно, поскольку большая часть межзвездной плазмы, бомбардирующей Солнечную систему, попадает в нас с одного направления, что создает так называемый носовой удар — округлую ударную волну, которая отклоняет входящее излучение вокруг остальной Солнечной системы.
Гелиосфера и ее границы / Фото NASA/JPL-Caltech
Носовой удар расположен примерно на расстоянии 120 астрономических единиц от Солнца и создает длинный хвост, который тянется минимум на 350 астрономических единиц от Солнца в противоположном направлении.
Таким образом, использование гелиопаузы для определения Солнечной системы является сомнительным подходом.
Облако Оорта
Облако Оорта является самой отдаленной и широкой потенциальной границей Солнечной системы, простирающейся примерно до 100 000 астрономических единиц от Солнца, согласно данным NASA. Люди, которые определяют Солнечную систему как все, что гравитационно связано с Солнцем, считают край облака Оорта границей Солнечной системы.
Для некоторых исследователей это очевидный выбор границы Солнечной системы, поскольку теоретически планетная система состоит из всех объектов, вращающихся вокруг звезды.
Я не понимаю, как кто-то может считать границей Солнечной системы что-то другое, кроме Облака Оорта. Любое другое определение кажется смешным. Это буквально край, где что-то может вращаться вокруг Солнца,
– говорит Шон Реймонд, астроном из Бордоской астрофизической лаборатории во Франции.
Однако другие исследователи считают, что поскольку Облако Оорта расположено в межзвездном пространстве, оно лежит за пределами Солнечной системы, даже если оно связано с нашей родной звездой.
Существует также большая неопределенность относительно того, где на самом деле заканчивается Облако Оорта, что делает его такой же ненадежной границей, как и Пояс Койпера.
Какая граница самая лучшая?
Из трех возможных границ, гелиопауза является той, которую чаще всего используют исследователи, и в частности NASA, для определения границы Солнечной системы. Это связано с тем, что ее легче всего определить, а также с тем, что магнитные свойства по обе стороны от нее значительно отличаются.
Я бы утверждал, что гелиопауза является пределом, потому что она действительно является пределом. Как только вы ее прошли, вы это знаете,
– говорит Дэн Рейзенфельд, исследователь Национальной лаборатории Лос-Аламоса в Нью-Мексико.
Но это не означает, что все, что находится за пределами гелиопаузы, следует считать межзвездным объектом, как, например, огромный космический камень Оумуамуа, добавил Райзенфельд. "Облако Оорта изначально было частью того же вещества, из которого образовались планеты, поэтому оно состоит из материала Солнечной системы, а не из межзвездного материала", – сказал он.