Vaizdo kreditas: NASA
NASA erdvėlaivis „Voyager 1“ beveik pasiekė išorines Saulės sistemos ribas iki kosminio regiono, vadinamo heliosheath, kur saulės vėjas pučia prieš tarpžvaigždines dujas. Tai yra pirmas kartas, kai mokslininkai kada nors surinko duomenis apie šias tolimas Saulės sistemos sritis. Pradėtas gaminti 1977 m. Rugsėjo 5 d., „Voyager 1“ dabar yra 13 milijardų km atstumu nuo Saulės.
NASA erdvėlaivis „Voyager 1“ vėl imsis istorijos kaip pirmasis erdvėlaivis, įplaukęs į galutinę Saulės sistemos sieną - plačią erdvę, kur saulės vėjas pučia karštu būdu prieš plonas dujas tarp žvaigždžių: tarpžvaigždinę erdvę. Tačiau, prieš pasiekdamas šį regioną, „Voyager 1“ turi praeiti per nutraukimo šoką - žiaurią zoną, kuri yra aukštos energijos dalelių pluošto šaltinis.
„Voyager“ kelionė per šią neramią zoną suteiks mokslininkams pirmuosius tiesioginius mūsų Saulės sistemos dar neištirtos galutinės ribos, vadinamos heliosheath, išmatavimus. Mokslininkai diskutuoja, ar ši perėja jau prasidėjo. Du straipsniai apie šį tyrimą publikuojami „Nature“ 2003 m. Lapkričio 5 d. Pirmasis straipsnis, kurį pateikė Dr. Stamatios M. Krimigis iš Johns Hopkins universiteto taikomosios fizikos laboratorijos, Laurel, Md., Ir jo komanda, pateikia įrodymus, pagrindžiančius teiginį. kad „Voyager 1“ peržengė nutraukimo šoką. Antrasis dokumentas, kurį pateikė daktaras Frankas B. McDonaldas iš Merilando universiteto, „College Park“ ir jo komanda, pateikia įrodymų, kad šis ieškinys nepagrįstas. Trečiasis dokumentas, paskelbtas 2003 m. Spalio 30 d. Geografinių tyrimų laiškuose, kurį pateikė dr. Leonardas F. Burlaga iš NASA „Goddard“ kosminių skrydžių centro, Greenbelt, Md., Ir jo bendradarbiai, liudija, kad „Voyager 1“ nepraėjo per pasibaigimo šoką. (Žr. 2a paveikslėlį, jei norite pamatyti baigimo šoką ir spiralės pablogėjimą).
„Voyager 1“ stebėjimai rodo, kad mes įžengėme į naują saulės sistemos dalį. Nepaisant to, ar įveikėme nutraukimo šoką, ar ne, komandos džiaugiamės, nes to dar niekada nebuvo pastebėta - pastebėjimai čia kitokie nei vidinėje Saulės sistemoje “, - teigė dr. Ericas Christianas, Saulės ir Žemės jungties tyrimų disciplinos mokslininkas. programa NASA būstinėje Vašingtone.
„Voyager 1“ pamatė ryškių šio krašto ženklų gilumoje, kur susidaro milžiniška smūgio banga, kai staigus saulės vėjas lėtėja ir pasislenka į išorę tarp žvaigždžių. Stebėjimai mus nustebino ir suglumino, todėl dar daug ką reikia atrasti, kai „Voyager“ pradeda tyrinėti šį naują regioną ties išoriniu saulės sistemos kraštu “, - sakė daktaras Edwardas Stone'as,„ Voyager “projekto mokslininkas, Kalifornijos technologijos instituto Pasadena, Kalifornija.
Daugiau nei aštuonių milijardų mylių (13 milijardų km) atstumu nuo Saulės „Voyager 1“ yra tolimiausias žmonijos pastatytas objektas. Pradėtas eksploatuoti 1977 m. Rugsėjo 5 d., Jis tyrinėjo milžiniškas planetas Jupiteris ir Saturnas, prieš tai jas išmesdamas į gilią kosmosą pagal Saturno gravitaciją. Dabar artėja ir galbūt laikinai pateko į regioną, kur nėra šoko pabaigos.
Galutinis šokas yra tas, kai saulės vėjas, plonas elektros srove įkraunamų dujų srautas, nuolat pūtė iš Saulės, lėtėja dėl dujų slėgio tarp žvaigždžių. Ištikus šokui, saulės vėjas staigiai lėtėja nuo vidutinio 300–700 km per sekundę greičio (700 000–1 500 000 mylių per valandą). (Norėdami pamatyti, kaip tai kaitina saulės vėją heliosheath, žiūrėkite 4 filmą).
Tiksli nutraukimo smūgio vieta nežinoma, ir iš pradžių buvo manoma, kad jis yra arčiau Saulės nei šiuo metu yra „Voyager 1“. „Voyager 1“ plaukdamas vis toliau nuo Saulės, tai patvirtino, kad visos planetos buvo didžiulio burbulo, kurį pūtė saulės vėjas, viduje, o pabaigos šokas buvo daug tolimesnis (1 animacija).
Apibūdinti nutraukimo smūgio vietą yra sunku, nes nežinome tikslių tarpžvaigždinių sąlygų ir net to, ką žinome, saulės vėjo greičio ir slėgio, dėl kurio pasikeitimo nutraukimo šokas išsiplečia, susitraukia ir virpėjimas. Panašų efektą galite pamatyti kaskart plaudami indus (3 filmas). Jei įdėsite plokštelę po vandens srove, pastebėsite, kad vanduo pasklinda per plokštelę santykinai sklandžiai. Vandens srautas turi šiurkštų kraštą, kuriame vanduo staiga sulėtėja ir kaupiasi. Briauna yra tarsi baigties smūgis, o keičiantis vandens srautui, šiurkštaus krašto forma ir dydis keičiasi.
Maždaug nuo 2002 m. Rugpjūčio 1 d. Iki 2003 m. Vasario 5 d. Mokslininkai pastebėjo neįprastus dviejų „Voyager 1“ energinių dalelių instrumentų rodmenis, rodančius, kad jis, priešingai nei bet kada anksčiau, pateko į Saulės sistemos regioną. Tai paskatino kai kuriuos teigti, kad „Voyager“ galėjo patekti į laikiną nutraukimo šoko ypatybę. Lygiai taip pat, kaip šiurkščiame vandens tėkmės krašte per plokštelę atsiranda ir išnyksta maži įdubimai ir „pirštai“, „Voyager“ galėjo patekti į laikiną „pirštą“ į nutraukimo smūgio kraštą.
Ginčai būtų išspręsti lengvai, jei „Voyager“ vis tiek galėtų išmatuoti saulės vėjo greitį, nes saulės vėjas staigiai lėtėja, kai baigiasi šokas. Tačiau saulės vėjo greitį matuojantis instrumentas garbingame erdvėlaivyje nebefunkcionuoja, todėl mokslininkai privalo naudoti duomenis iš prietaisų, kurie vis dar dirba, kad padarytų išvadą, jei „Voyager“ pradūrė galinį šoką.
Įrodymai peržengti šoką apima „Voyager“ pastebėjimą, kad didelio greičio elektriškai įkrautos dalelės (elektronai ir jonai) padidėjo daugiau nei 100 kartų nuo 2002 m. Rugpjūčio 1 d. Iki 2003 m. Vasario 5 d. To būtų galima tikėtis, jei „Voyager“ praeitų nutraukimo šoką, nes smūgis natūraliai pagreitina elektra įkrautas daleles, kurios šokinėja pirmyn ir atgal kaip pingpongo rutuliai tarp greito ir lėto vėjo priešingose smūgio pusėse.
Antra, dalelės tekėjo į išorę, pro Voyagerį ir toliau nuo Saulės. To galima būtų tikėtis, jei „Voyager“ jau peržengtų angos pabaigą, nes baigties šoko pagreičio sritis dabar būtų už erdvėlaivio. Trečia, netiesioginis saulės vėjo greičio matavimas parodė, kad šiuo laikotarpiu saulės vėjas buvo lėtas, kaip būtų galima tikėtis, jei „Voyager“ būtų didesnis nei šokas.
„Mes panaudojome netiesioginę techniką, norėdami parodyti, kad saulės vėjas sulėtėjo nuo maždaug 700 000 mph iki daug mažiau nei 100 000 mph. Tą pačią techniką mes naudojome ir anksčiau, kai saulės vėjo greitį matuojantis prietaisas vis dar veikė, o abiejų matavimų sutapimas dažniausiai buvo geresnis nei 20% “, - sakė Krimigis.
Įrodymai, kad galima patekti į šoką, yra pastebėjimas, kad nors dramatiškai padidėjo mažo greičio dalelės, jos nebuvo pastebėtos šiek tiek didesniu greičiu, mokslininkų manymu, nutraukiamasis šokas sukelia.
Tačiau stipriausias įrodymas, kad negalima patekti, yra „Voyager“ pastebėjimas, kad per šį laikotarpį magnetinis laukas nepadidėjo. Remiantis teoriniais modeliais, tai turi įvykti, kai saulės vėjas lėtėja. Įsivaizduokite greitkelį, kuriame eismas nedidelis. Jei kažkas priverčia vairuotojus sulėtinti greitį, tarkime, vandens pliūpsnį, automobiliai susikaupia - padidėja jų tankis. Tuo pačiu būdu saulės vėjo nešančio magnetinio lauko tankis (intensyvumas) padidės, jei saulės vėjas sulėtės.
„Voyager 1“ magnetinio lauko stebėjimų 2002 m. Pabaigoje analizė rodo, kad jis nepateko į naują tolimos heliosferos sritį perėjęs galinį šoką. Atvirkščiai, magnetinio lauko duomenys turėjo savybes, kurių galima tikėtis remiantis daugelio metų ankstesniais stebėjimais, nors stebimų energetinių dalelių intensyvumas yra neįprastai didelis “, - sakė Burlaga.
Komandos sutinka, kad „Voyager 1“ pastebėjo naują reiškinį: šešių mėnesių periodą, kai mažai energijos naudojančių dalelių buvo labai gausu ir jos tekėjo nuo saulės. Kai neįprastas laikotarpis pasibaigė, abu sutinka, kad „Voyager 1“ vėl buvo saulės vėjyje, taigi, jei tai buvo laikinas praėjimas po nutraukimo šoko, šokas vėl bus matomas, tikėtina, per artimiausius porą metų. Galiausiai pastebėjimai rodo, kad nutraukimo šokas yra daug sudėtingesnis, nei kas nors galvojo.
Pirminėms misijoms į Jupiterį ir Saturną „Voyager 1“ ir seserinis erdvėlaivis „Voyager 2“ buvo skirti kosmoso regionams, kur saulės baterijos būtų neįmanomos, todėl kiekvienoje iš jų buvo įrengti trys radioizotopiniai termoelektriniai generatoriai, gaminantys elektrą erdvėlaivių sistemoms ir prietaisams. Vis dar veikdami atokiose, šaltose ir tamsiose sąlygose, po 26 metų „Voyagers“ liko skolingi šiems energijos tiekimo departamento generatoriams, kurie gamina elektrą iš šilumos, kurią sukuria natūralus plutonio dioksido skilimas.
„Voyagers“ pastatė NASA reaktyvinio varymo laboratorija (JPL) Pasadena mieste, Kalifornijoje, kuri ir toliau eksploatuoja abu erdvėlaivius 26 metus po jų paleidimo. Erdvėlaivis valdomas ir jo duomenys grąžinami per NASA „Deep Space Network“ (DSN) - pasaulinę erdvėlaivių sekimo sistemą, kurią taip pat valdo JPL. „Voyager“ projekto vadovas yra Ed Massey iš JPL. „Voyager“ projekto mokslininkas yra dr. Edwardas Stone'as iš Kalifornijos technologijos instituto.
Originalus šaltinis: NASA naujienų leidinys
