Даже плазме, разогнанной до колоссальной скорости, покидающей Солнце, требуются продолжительные месяцы, чтобы достичь окраин Солнечной системы. Однако ее приближение можно предвидеть: перед ударной волной наблюдается появление электронов, которые отражаются от нее и разгоняются почти до скорости света.
В 1977 году были запущены два межпланетных зонда Voyager. Недавно эти аппараты пролетают и наблюдают самые дальние окраины Солнечной системы, в которых происходит столкновение частиц солнечного ветра с межзвездной средой. С этой ударной волны начинается их замедление вплоть до полного смешения с частицами, свободнолетящими между звездами. Сейчас Voyager 1 находится в 22,7 миллиарда километров от Земли, Voyager 2 — в 18,8 миллиарда километров.
Это наиболее удаленные от Земли объекты, созданные человеком. В 2012 и 2018 годах аппараты последовательно пересекли границу гелиопаузы – области, где давление солнечного ветра уравнивается с межзвездной средой. В настоящее время они находятся в регионе «крайне локальной межзвездной среды» – VLISM (Very Local Interstellar Medium). В процессе работы в этом регионе зонды зафиксировали, что периодически мимо них проносятся электроны, разогнанные до скоростей, близких к скорости света – своего рода «отражения» далеких солнечных вспышек, перенаправленные магнитными полями. Об этом стало известно из статье В статье, подготовленной Дональдом Гарнеттом и его соавторами The Astronomical Journal.
Солнце периодически генерирует корональные выбросы массы, которые приводят к выбросу огромных объемов раскаленной плазмы. Значительная часть этих частиц достигает границ Солнечной системы. Их скорость может составлять миллионы километров в час, однако из-за огромных расстояний для достижения гелиопаузы требуется около года, а для достижения аппаратов Voyager – еще несколько месяцев. Образующиеся в результате выбросов ударные волны являются причиной возникновения высокоэнергетических электронов, которые были зафиксированы бортовыми детекторами частиц на космических аппаратах.
«При взаимодействии ударной волны с магнитными полями межзвездной среды, пронизывающими аппарат, наблюдаются электроны космических лучей, которые отражаются и получают дополнительную скорость», — объясняет Дональд Гарнетт. Электроны, разогнанные почти до релятивистских скоростей, стремительно движутся впереди ударной волны, продолжая удаляться от нее.
Согласно информации, полученной с зонда Voyager, ударные волны достигали цели через 13-30 дней после появления «сгустков» высокоэнергетических электронов, которые их породили. Подобно тому, как вспышку далекой невидимой молнии можно мгновенно увидеть по отражениям на облаках, а звук грома достигает наблюдателя спустя значительное время, ранее неизвестный механизм, по мнению Гарнетта и его соавторов, работает схожим образом. Исследователи предлагают именовать этот процесс «межзвездным форшоком» (Interstellar Forshock) – предшественником ударной волны.