Я провел эти прошлые выходные, занимаясь альпинизмом в Национальном парке Скалистых гор, где, хотя снежные вершины и опасно близкие дикие животные колебались, ночное небо стояло с триумфом. Без огня звезды, несколько планет и удивительно яркий Млечный Путь обеспечивали единственный свет, чтобы направлять наш путь.
Но ночное небо, видимое человеческим глазом, относительно темное. Мало видимого света, простирающегося через космос от звезд, туманностей и галактик, фактически достигает Земли. Однако все ночное небо, видимое детектором рентгеновского излучения, слабо светится.
Происхождение мягкого рентгеновского свечения, пронизывающего небо, широко обсуждается в течение последних 50 лет. Но новые результаты показывают, что это происходит как внутри, так и вне Солнечной системы.
Десятилетия картирования неба в рентгеновских лучах с энергией около 250 электрон-вольт - примерно в 100 раз больше энергии видимого света - выявили мягкое излучение по небу. А астрономы долго искали его источник.
Сначала астрономы предложили «локальный горячий пузырь» газа, который, вероятно, был образован соседним взрывом сверхновой в течение последних 20 миллионов лет, чтобы объяснить рентгеновский фон. Улучшенные измерения сделали все более очевидным, что Солнце находится в регионе, где межзвездный газ необычайно редок.
Но местное объяснение пузыря было оспорено, когда астрономы поняли, что кометы были неожиданным источником мягкого рентгеновского излучения. Фактически, этот процесс, известный как перезарядка солнечного ветра, может происходить везде, где атомы взаимодействуют с ионами солнечного ветра.
После этого открытия астрономы обратили свой взор в Солнечную систему и начали задаваться вопросом, может ли рентгеновский фон создаваться ионизированными частицами в солнечном ветре, сталкивающемся с диффузным межпланетным газом.
Чтобы разгадать выдающуюся загадку, команда астрономов во главе с Массимиллиано Галеацци из Университета Майами разработала рентгеновский прибор, способный проводить необходимые измерения.
Галеацци и его коллеги перестроили, протестировали, откалибровали и адаптировали детекторы рентгеновского излучения, первоначально разработанные в Висконсинском университете и использовавшиеся на зондирующих ракетах в 1970-х годах. Миссия называлась DXL, для диффузного рентгеновского излучения из Местной Галактики.
12 декабря 2012 года DXL запустил ракетный полигон «Белые пески» в Нью-Мексико на ракете-зондере Black Brant IX НАСА. Он достиг максимальной высоты 160 миль и провел в общей сложности пять минут над земной атмосферой.
Собранные данные показывают, что в выбросах преобладает локальный горячий пузырь, причем не более 40 процентов происходят из Солнечной системы.
«Это важное открытие», - сказал ведущий автор Массимилиано Галеацци из Университета Майами в пресс-релизе. «В частности, существование или отсутствие локального пузыря влияет на наше понимание галактики в непосредственной близости от Солнца и может быть использовано в качестве основы для будущих моделей структуры Галактики».
Теперь ясно, что Солнечная система в настоящее время проходит через небольшое облако холодного межзвездного газа, проходя через Млечный путь.
Облачные нейтральные атомы водорода и гелия проходят через Солнечную систему со скоростью около 56 000 миль в час (90 000 км / ч). Атомы водорода быстро ионизируются, но атомы гелия движутся по пути, в значительной степени определяемому гравитацией Солнца. Это создает фокусирующий конус гелия - ветер, сфокусированный вниз по течению от Солнца - с гораздо большей плотностью нейтральных атомов. Они легко сталкиваются с ионами солнечного ветра и испускают мягкие рентгеновские лучи.
Подтверждение локального горячего пузыря является значительным развитием в нашем понимании межзвездной среды, что имеет решающее значение для понимания звездообразования и эволюции галактик.
«Команда DXL является выдающимся примером междисциплинарной науки, объединяющей астрофизиков, планетологов и гелиофизиков», - сказал соавтор Ф. Скотт Портер из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. «Это необычно, но очень полезно, когда ученые с такими разными интересами собираются вместе, чтобы получить такие потрясающие результаты».
Статья была опубликована в журнале Nature.
