Penki dalykai, kuriuos išmokome po to, kai „Voyager 2“ paliko Saulės sistemą

Heliopauzė NASA / Goddardo kosminių skrydžių centras / CI laboratorija

Prieš metus NASA zondas „Voyager 2“ tapo tik antruoju žmogaus sukurtu objektu istorijoje, kuris išėjo iš Saulės sistemos ir oficialiai įžengė į tarpžvaigždinę erdvę. „Voyager 2“ buvo paleistas 1977 m. rugpjūčio 20 d. – 16 dienų prieš jo dvynį „Voyager 1“, kuris 2012 m. išskrido iš Saulės sistemos šiaurinio pusrutulio. „Voyager 2“ buvo išsiųstas į ilgesnę kelionę, kuri leido jam susitikti su Uranu ir Neptūnu, ir iki šiol tai yra vienintelis erdvėlaivis, aplankęs šias planetas iš arti. Tada jis pateko į pietinį heliosferos pusrutulį (atokiausią Saulės sistemos regioną, kartais vadinamą burbulu), tiesiai į tarpžvaigždinę erdvę.

2018 m. lapkričio 5 d. „Voyager 2“ oficialiai paliko Saulės sistemą, kai kirto heliopauzę – ribą, žyminčią heliosferos pabaigą ir tarpžvaigždinės erdvės pradžią. Tai atsitiko 119 astronominių vienetų nuo saulės (vienas AU yra 93 milijonai mylių arba 149,6 milijono kilometrų, maždaug atstumas tarp saulės ir Žemės).

Erdvėlaivis sugebėjo išanalizuoti saulės vėjų sandarą, plazmos dalelių sudėtį ir elgseną, kosminių spindulių sąveiką, magnetinių laukų struktūrą ir kryptį bei kitus Saulės sistemos kraštus apibūdinančius požymius. Šiandien mokslininkai žurnale „Nature Astronomy“ paskelbė daugybę straipsnių, kuriuose išsamiai aprašomi „Voyager 2“ stebėjimo rezultatai, išeinant iš Saulės sistemos. Pateikiame penkis didžiausius patiekalus.

1. Burbulas teka – abiem kryptimis.

„Voyager 2“ išėjimas iš burbulo neapsiėjo be netikėtumų. Remiantis duomenimis, burbulas buvo labai nesandarus, sako Stamatios Krimigis iš Johns Hopkins universiteto, pagrindinis autorius. vieno iš naujų popierių . Saulės burbulo medžiaga buvo aptikta tarpžvaigždinėje erdvėje.

„Voyager 1“ iš tikrųjų taip pat rado nesandarių burbulų požymių. Tačiau tokiu atveju buvo rasta tarpžvaigždinė medžiaga, besiliejanti į burbulą – priešingai nei atrado „Voyager 2“, sako Edwardas Stone'as iš Caltech, pagrindinis knygos autorius. kitoks popierius . Nauji atradimai patvirtina, kad heliopauzės nesandarumas, pastebėtas dviejose labai skirtingose ​​heliosferos dalyse, nėra reta burbulo savybė, nors vis dar nėra tikro paaiškinimo, kas jį sukelia.

2. Burbulo riba yra vienodesnė, nei manėme.

Prieš „Keliautojo“ misijas mokslininkai numatė, kad saulės burbulas tiesiog ištirpo tarpžvaigždinėje erdvėje, kai žengiate vis toliau ir toliau nuo saulės. Panašu, kad „Keliautojas 2“ patvirtina, kad iš tikrųjų ten yra labai ryški riba, sako Donaldas Gurnettas iš Ajovos universiteto, pagrindinis knygos autorius. Šis popierius . „Voyager 2“ plazmos bangų prietaisas matavo plazmos tankį, kuris buvo labai panašus į Voyager 1 aptiktą plazmos tankį. Kadangi saulės plazma labai karšta (apie 1 mln. °C), o tarpžvaigždinė plazma yra neįtikėtinai šalta (tik 10 000 °C), kertant sieną plazmos tankis padidėja 20–50 kartų. Tai būdinga skysčiams, kurie dažnai sudaro labai ryškias ribas, sako Gurnett.

Krimigis buvo ypač nustebintas, kad abu „Voyagers“ heliopauzę kirto tais pačiais santykiniais atstumais (atitinkamai 121 AU ir 119 AU). Ankstesni modeliai labai numatė, kad padidėjęs saulės aktyvumas per „Voyager 1“ kirtimą 2012 m. turėjo išstumti burbulo ribą. Mažo saulės aktyvumo laikotarpis turėjo šiek tiek sutrumpinti heliopauzę per „Voyager 2“ kirtimą praėjusiais metais. Tai, kad abu erdvėlaiviai iš Saulės sistemos paliko beveik tuo pačiu atstumu, dviejose labai skirtingose ​​vietose, šiuo metu kelia painiavą.

3. Pačios heliopauzės sudėtis gali skirtis priklausomai nuo vietos.

„Voyager 2“ taip pat padarė keletą pastebėjimų, kurie nesutampa su ryškia riba – bent jau ne tai, ko tikėjomės. Didžiausias iš jų yra magnetinio lauko matavimai burbulo viduje ir išorėje. Astronomai tikėjosi, kad magnetinio lauko kryptis labai skirsis. Tačiau kai „Voyager 2“ kirto šį ploną paviršių, lauko kryptis iš esmės nepasikeitė – ką pastebėjo ir „Voyager 1“, sako Leonardas Burlaga iš NASA Goddardo kosminių skrydžių centro, pagrindinis autorius. Šis popierius . Tuo pačiu metu „Voyager 2“ magnetinio lauko stebėjimai rodo, kad jis rado plonesnę ir paprastesnę heliopauzę, užpildytą mažiau energingomis dalelėmis, nei „Voyager 1“ kirto. Vėlgi, visi šie duomenys kartu kelia daugiau klausimų, nei gali atsakyti.

4. Saulės įtaka viršija Saulės sistemą.

Saulė nuolat skleidžia smūgines plazmos bangas, vadinamas vainikinės masės išmetimu (CME), kurios padeda formuoti likusią saulės sistemos dalį. Pasirodo, saulės poveikis peržengia savo sienas. Nauji „Voyager 2“ duomenys, kaip ir anksčiau buvę „Voyager 1“, rodo, kaip CME sklinda po heliopauzės ir sumažina kosminių spindulių kiekį už burbulo ribų. Tai šiek tiek panašu į tai, ką galite sužinoti galaktikoje, sako Gurnett. Supernovos taip pat siunčia smūgines bangas į galaktiką, maišydamos tarpžvaigždinę terpę, nors ir daug intensyvesniu mastu nei CME. Pasak jo, net Saulės sistemos formavimąsi, daugelio astronomų nuomone, sukėlė supernovos tarpžvaigždinė smūgio banga.

Jei pagalvotume apie kosminių spindulių potencialą skatinti biologines mutacijas Žemėje, šios išvados patvirtina mintį, kad saulė taip pat gali turėti įtakos gyvų būtybių evoliucijai nežemiškuose pasauliuose, šioje planetų sistemoje ir kitur.

5. Tai buvo paskutinis pagrindinis programos „Keliautojas“ etapas.

Kai du „Voyagers“ buvo paleisti, kosminiam amžiui tebuvo 20 metų, sako Stone. Tuo metu buvo sunku suprasti, kad kas nors gali trukti 40 metų.

Vis dėlto heliopauzės stebėjimai tikrai yra paskutinio abiejų erdvėlaivių užuomazgos dalis. Kiekvienas zondas yra maitinamas radioizotopiniais termoelektriniais generatoriais, šildomais plutoniu-238. Ši medžiaga natūraliai irsta. Žinome, kad po kokių penkerių metų galbūt nebeturėsime pakankamai jėgų, kad galėtume turėti mokslinius instrumentus, sako Stone.

Dvi misijos toliau mokysis, kaip saulės heliosfera sąveikauja su tarpžvaigždine terpe, ir suteiks užuominų apie kitas žvaigždžių sistemas. Manome, kad kiekviena žvaigždė turi šių savybių, sako Stone. Tai, ką sužinosime apie šią heliosferą, padės mums daugiau sužinoti apie kitų žvaigždžių astrosferas.

Nors NASA ir toliau stebi, bendrauja su jais ir renka duomenis iš abiejų „Voyager“ zondų, už šių duomenų pavertimą naudingomis mokslinėmis įžvalgomis daugiausia atsako įvairiose JAV institucijose dirbantys mokslininkai. Šiuo metu neplanuojama sukurti programos „Voyager“ įpėdinio (vienintelis kitas erdvėlaivis, skridęs į tokius atstumus, New Horizons, baigsis 90 AU), tačiau misijų sėkmė ir jų keliami klausimai neabejotinai įkvėps juos. mokslininkai ir inžinieriai pateiktų naujų pasiūlymų tirti heliosferą ir už jos ribų.

paslėpti