Где находится граница Солнечной системы?

Солнечная система включает восемь планет, около полудюжины карликовых планет, несколько сотен лун, миллионы астероидов и комет. Все это вращается вокруг Солнца, подобно гигантскому волчку. Но где ее граница? Ответ может зависеть от того, кого вы спросите и как они определяют Солнечную систему.

По данным НАСА, существует не одна, а три потенциальные границы Солнечной системы:
пояс Койпера, кольцо скалистых тел за орбитой Нептуна;
гелиопауза, граница магнитного поля Солнца; 
Облако Оорта, отдаленный резервуар комет, которые едва видны с Земли.

Имеются аргументы в пользу каждой версии, что усложняет выбор между ними, считает Дэн Райзенфельд, исследователь Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико.

Но большинство астрономов соглашаются с одной из этих версий.

Пояс Койпера

​

Этот регион заполнен астероидами и карликовыми планетами, такими как Плутон, которые были выброшены из внутренней части Солнечной системы в результате гравитационного противостояния с планетами.

Некоторые астрономы утверждают, что пояс Койпера следует считать краем Солнечной системы, потому что он представляет собой границу того места, где должен был находиться протопланетный диск Солнца — вращающееся кольцо газа и пыли, которое позже стало планетами, лунами и астероидами.

"Если узко определять Солнечную систему как просто солнце и его планетные тела, то край пояса Койпера можно рассматривать как край Солнечной системы", - считает Райзенфельд.

Но некоторые астрономы, такие как Майк Браун из Калифорнийского технологического института, считают это определение Солнечной системы слишком простым.

"Все не так просто, - говорит Браун. - С тех пор, как сформировались планеты, многое было выкинуто вовне". Это означает, что Пояс Койпера не содержит всего материала Солнечной системы. 

В октябре 2023 года открытие дюжины новых объектов за пределами пояса Койпера дало повод предполагать, что еще дальше скрывается "второй пояс Койпера".

Таким образом, неопределенность вокруг внешнего края этого региона делает его ненадежной границей для Солнечной системы.

Гелиопауза

​

Гелиопауза - это внешняя граница магнитного воздействия Солнца, известная как гелиосфера. Тут поток заряженных частиц, испускаемых Солнцем (солнечный ветер), становится слишком слабым, чтобы отразить встречный поток излучения от звезд и других космических объектов в Млечном Пути.

"Поскольку плазма внутри гелиопаузы имеет солнечное происхождение, а плазма за пределами гелиопаузы - межзвездного происхождения, некоторые ученые считают гелиопаузу границей Солнечной системы", - поясняет Райзенфельд. Пространство за гелиопаузой также часто называют "межзвездным пространством".

Два космических аппарата преодолели гелиопаузу: "Вояджер-1", который пересек ее в 2012 году, и "Вояджер-2", который пересек ее в 2018 году. Когда "Вояджеры" пересекли гелиопаузу, они зафиксировали изменения в типах и уровнях воздействующего на них магнетизма.

Однако, несмотря на свое название, гелиосфера не является идеальной сферой. Вместо этого это скорее продолговатой формы, потому что большая часть межзвездной плазмы, бомбардирующей Солнечную систему, попадает в нас с одного направления, что создает дуговую ударную волну. Она расположена примерно в 120 а.е. от солнца и создает длинный хвост, который тянется как минимум на 350 а.е. от солнца в противоположном направлении.

Облако Оорта

​

Облако Оорта является самой дальней и наиболее обширной потенциальной границей Солнечной системы, простирающейся примерно на 100 000 а.е. от Солнца.

"Люди, которые определяют Солнечную систему как все, что гравитационно связано с Солнцем, считают край облака Оорта краем Солнечной системы", - говорит Райзенфельд.

 Для некоторых исследователей это очевидный выбор границы Солнечной системы, потому что теоретически планетная система состоит из всех объектов, вращающихся вокруг звезды.

"Я не понимаю, как можно называть что-то, кроме Облака Оорта, границей солнечной системы, - говорит Шон Рэймонд, астроном из астрофизической лаборатории Бордо во Франции. - Любое другое определение кажется нелепым. Это буквально граница, где что-то может вращаться вокруг Солнца".

Однако другие ученые полагают, что, поскольку Облако Оорта расположено в межзвездном пространстве, оно находится за пределами Солнечной системы, даже если оно связано гравитацией с нашей родной звездой.

Также существует неопределенность относительно того, где на самом деле заканчивается Облако Оорта, что делает его такой же ненадежной границей, как пояс Койпера.

Из трех возможных границ гелиопауза чаще всего используется исследователями и НАСА 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 существенно различаются.