Кредит за изображение: НАСА
Космическият кораб "Вояджър 1" на НАСА почти достигна външните граници на Слънчевата система до област от космоса, наречена heliosheath, където слънчевият вятър духа срещу междузвезден газ. Това е първият път, в който учените са събирали данни за тези далечни райони на Слънчевата система. Стартиран на 5 септември 1977 г., Вояджър 1 вече е на 13 милиарда км от Слънцето.
Космическият кораб "Вояджър 1" на НАСА е на път да превърне отново историята като първи космически кораб, който влезе в крайната граница на Слънчевата система, огромна простора, където вятърът от Слънцето се надува на топъл газ между звездите: междузвездно пространство. Въпреки това, преди да стигне до този регион, Вояджър 1 трябва да премине през шока за прекратяване, зона на насилие, която е източник на лъчи на високоенергийни частици.
Пътуването на Вояджър през тази бурна зона ще даде на учените първите им директни измервания на неизследваната финална граница на нашата Слънчева система, наречена heliosheath, и учените обсъждат дали този пасаж вече е започнал. Две статии за това изследване са публикувани в Nature на 5 ноември 2003 г. Първият документ от д-р Стаматиос М. Кримигис от лабораторията за приложна физика на Джонс Хопкинс от университета Джон Лопкин и неговия екип дава доказателства в подкрепа на твърдението че Voyager 1 премина извън шока за прекратяване. Вторият документ на д-р Франк Б. Макдоналд от университета в Мериленд, Колеж Парк и неговия екип, дава доказателства срещу това твърдение. Трета книга, публикувана на 30 октомври 2003 г. в писма за геофизични изследвания на д-р Леонард Ф. Бурлага от Центъра за космически полети на Годард от НАСА, Грийнбелт, Md. И сътрудници, дава доказателства, че Вояджър 1 не е преминал извън шока за прекратяване. (Вижте изображение 2а за илюстрация на шока за прекратяване и хелиосхед).
„Наблюденията на Voyager 1 показват, че сме влезли в нова част от Слънчевата система. Независимо от това дали сме преминали през шока за прекратяване или не, екипите са развълнувани, защото това никога не се е виждало досега - наблюденията тук са различни, отколкото във вътрешната слънчева система ", казва д-р Ерик Кристиян, учен дисциплина за изследване на Слънцето програма в централата на НАСА, Вашингтон, окръг Колумбия.
„Вояджър 1 е видял поразителни знаци на региона дълбоко в космоса, където се образува гигантска ударна вълна, тъй като вятърът от Слънцето рязко се забавя и се притиска навън към междузвездния вятър. Наблюденията ни изненадаха и озадачиха, така че има какво да се открие, тъй като Вояджър започва да изследва този нов регион от външния ръб на Слънчевата система “, казва д-р Едуард Стоун, учен по проекта Voyager, Калифорнийския технологичен институт, Пасадена, Калифорния.
На повече от осем милиарда мили (13 милиарда км) от Слънцето, Вояджър 1 е най-отдалеченият обект, изграден от човечеството. Изстрелян на 5 септември 1977 г., той изследва гигантските планети Юпитер и Сатурн, преди да бъде изхвърлен към дълбокото пространство от гравитацията на Сатурн. Сега той се приближава и може временно да е навлязъл в региона след шоково прекратяване.
Шокът за прекъсване е там, когато слънчевият вятър, тънък поток от електрически зареден газ, издухан непрекъснато от Слънцето, се забавя от натиск от газ между звездите. При ударния удар, слънчевият вятър се забавя рязко от средната си скорост от 300 - 700 км в секунда (700 000 - 1 500 000 мили / ч). (Вижте Филм 4, за да видите как това загрява слънчевия вятър в heliosheath).
Точното местоположение на шока за прекратяване не е известно и първоначално се е смятало, че е по-близо до Слънцето, отколкото в момента е Вояджър 1. Тъй като Вояджър 1 плаваше все по-отдалечено от Слънцето, той потвърди, че всички планети се намират вътре в необятен балон, издухан от слънчевия вятър, и шокът за прекратяване е много по-далечен (Анимация 1).
Трудно е да се оцени местоположението на прекъсването на шока, тъй като ние не знаем точните условия в междузвездното пространство и дори това, което знаем, скоростта и налягането на слънчевия вятър, промените, които причиняват разширяването на шока за прекратяване, свиването и пулсация. Можете да видите подобен ефект всеки път, когато миете чинии (Филм 3). Ако поставите чиния под поток вода, забелязвате, че водата се разпространява по чинията при сравнително плавен поток. Водният поток има грапав ръб, където водата се забавя рязко и се натрупва нагоре. Ръбът е като ударния удар и с промяната на водния поток формата и размера на грубия ръб се променят.
От около 1 август 2002 г. до 5 февруари 2003 г. учените забелязват необичайни показания от двата инструмента за енергийни частици на Voyager 1, което показва, че той е влязъл в регион на Слънчевата система за разлика от срещан преди. Това накара някои да твърдят, че Вояджър може да е влязъл в преходна характеристика на шока за прекратяване. Тъй като малки неравности и „пръсти“ се появяват и изчезват в грапавия ръб на потока на водата над плоча, Вояджър може да е влязъл във временен „пръст“ в ръба на ударния удар.
Противоречието би било лесно разрешено, ако Voyager все още можеше да измери скоростта на слънчевия вятър, тъй като слънчевият вятър рязко се забавя при шока за прекратяване. Въпреки това, инструментът, който измерва скоростта на слънчевия вятър, вече не функционира на почитаемия космически кораб, така че учените трябва да използват данни от инструментите, които все още работят, за да направят извода, ако Voyager пробие шока за прекратяване.
Доказателството за пресичане на шока включва наблюдението на Вояджър, че високоскоростните електрически заредени частици (електрони и йони) са се увеличили повече от 100 пъти през периода 1 август 2002 г. до 5 февруари 2003 г. Това би се очаквало, ако Вояджър премине шока за прекратяване, защото ударът естествено ускорява електрически заредените частици, които отскачат напред-назад като топките за пинг-понг между бързите и бавните ветрове от противоположните страни на шока.
Второ, частиците течаха навън, покрай Вояджър и далеч от Слънцето. Това би се очаквало, ако Voyager вече е преминал отвъд шока за прекратяване, тъй като областта на ускорение в шока за прекратяване сега ще бъде зад космическия кораб. Трето, индиректна мярка за скоростта на слънчевия вятър показваше, че слънчевият вятър е бил бавен през този период, както можеше да се очаква, ако Voyager беше извън шока.
„Използвахме непряка техника, за да покажем, че слънчевият вятър се е забавил от около 700 000 мили / ч до много по-малко от 100 000 мили в час. Същата техника беше използвана и от нас преди, когато инструментът за измерване на скоростта на слънчевия вятър все още работеше и споразумението между двете измервания беше по-добро от 20% в повечето случаи “, каза Кримигис.
Доказателството срещу влизането в шока включва наблюдението, че макар да има драстично увеличение на частиците с ниска скорост, те не са били наблюдавани при малко по-високите скорости, според които учените смятат, че шокът за прекратяване поражда.
Най-силното доказателство срещу влизането обаче е наблюдението на Вояджър, че магнитното поле не се е увеличило през този период. Според теоретичните модели това трябва да се случва винаги, когато слънчевият вятър се забави. Представете си магистрала с умерен трафик. Ако нещо кара шофьорите да се забавят, да кажем локва вода, колите се трупат - плътността им се увеличава. По същия начин плътността (интензивността) на магнитното поле, пренесено от слънчевия вятър, ще се увеличи, ако слънчевият вятър се забави.
„Анализът на наблюденията на магнитното поле Voyager 1 в края на 2002 г. показва, че той не е влязъл в нов регион на далечната хелиосфера, като е преминал през шока за прекратяване. По-скоро данните за магнитното поле имат характеристиките, които трябва да се очакват въз основа на много години предишни наблюдения, въпреки че интензитетът на наблюдаваните енергийни частици е необичайно висок “, казва Бурлага.
Екипите са единодушни, че Вояджър 1 е наблюдавал ново явление: шестмесечен период, когато нискоенергийните частици са били много изобилни и течаха далеч от Слънцето. Когато необичайният период приключи, и двамата са съгласни, че Вояджър 1 отново е бил в слънчевия вятър, така че ако това е временно преминаване отвъд терминалния шок, шокът ще се види отново, вероятно през следващите няколко години. Накрая, наблюденията показват, че шокът за прекратяване е много по-сложен, отколкото някой си е мислил.
За своите първоначални мисии до Юпитер и Сатурн, Вояджър 1 и сестринският космически кораб Вояджър 2 бяха предназначени за райони в космоса, където слънчевите панели не биха били възможни, така че всеки беше оборудван с три радиоизотопни термоелектрически генератора за производство на електрическа енергия за системите и инструментите на космическите кораби. Все още работят в отдалечени, студени и тъмни условия 26 години по-късно, Вояджърс дължат дълголетието си на тези генератори, снабдени с енергия, които произвеждат електричество от топлината, генерирана от естествения разпад на плутониев диоксид.
Вояджърите са построени от лабораторията за реактивни двигатели на НАСА (JPL) в Пасадена, Калифорния, която продължава да управлява и двата космически кораба 26 години след старта им. Космическите кораби се контролират и данните им се връщат чрез дълбоката космическа мрежа (DSN) на НАСА, глобална система за проследяване на космически кораби, която също се управлява от JPL. Ръководителят на проекта Voyager е Ед Маси от JPL. Ученият проект на Voyager е д-р Едуард Стоун от Калифорнийския технологичен институт.
Оригинален източник: NASA News Release
