Земной аппарат пробил полосу солнечного прибоя

Voyager 1 покидает Солнечную систему на скорости примерно 3,6 астрономической единицы в год, а Voyager 2 удаляется от нас лишь чуть медленнее, преодолевая 3,3 астрономической единицы в год (иллюстрация NASA/JPL).

Космический аппарат Voyager 2 вступил в оболочку heliosheath. Эта турбулентная зона в потоке плазмы, идущей от Солнца, расположена в самом преддверии границы, за которой солнечному ветру уже хода нет. Дальше господствует ветер межзвёздный. Зонд-ветеран показал себя молодцом и передал домой массу интересного.

Межпланетные станции Voyager, запущенные более 30 лет назад, продолжают приносить научные данные. На этот раз, по словам исследователей из NASA, Voyager 2 «удивил их», быстро преодолев вслед за собратом одну из внешних границ Солнечной системы и передав неожиданные сведения о поведении окружающей среды в этом районе.

Напомним, на расстоянии, в два-три раза превышающем средний радиус орбиты Плутона, находится узкая область, где солнечный ветер замедляется в четыре раза перед столкновением с межзвёздной средой. Это одна из последних границ Солнечной системы, называемая solar wind termination shock («завершающая ударная волна солнечного ветра»). Именно там сейчас работают два американских аппарата, быстро удаляясь от Земли и Солнца.

Солнечная система с орбитами планет, завершающая ударная волна (синий цвет) и гелиопауза (серая дуга), а также — положение двух аппаратов (иллюстрация NASA/JPL).

По состоянию на 7 декабря 2007 года Voyager 1 находился на расстоянии 15,671 миллиарда километров (104,8 астрономической единицы) от Солнца, а Voyager 2 — 12,644 миллиарда километров. Voyager 1, кстати, является самым удалённым от нашей планеты рукотворным объектом. Радиосигнал от него до Земли пробегает за 14 часов 45 минут.

Voyager 1 преодолел termination shock в конце 2004 года, а результаты этого этапа полёта специалисты опубликовали весной 2005-го.

Поскольку оба аппарата покидают Солнечную систему в разных направлениях, и к тому же Voyager 2 чуть-чуть отстаёт, сопоставление информации с этих разведчиков позволило узнать много нового о дальних рубежах нашей системы. Например, учёные установили, что она окружена помятой оболочкой.

По какому поводу веселье? Команда специалистов и учёных миссии Voyager справляет 30-летний юбилей полёта: Voyager 2 был запущен 20 августа 1977 года, а Voyager 1 — 5 сентября 1977-го (позднее, но по более быстрой траектории) (фотографии NASA/JPL).

Теперь Лаборатория реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory) выпустила пресс-релиз, в котором поведала, что 30 августа 2007 года Voyager 2 также преодолел границу termination shock.

Это знаменательное событие произошло на полтора миллиарда километров ближе к дневному светилу, чем в случае с Voyager 1, что подтвердило искажённую форму внешней оболочки Солнечной системы, прогибающейся под действием межзвёздного газа и межзвёздных полей. И хотя Voyager 2 стал вторым аппаратом, пронзившим эту зыбкую границу, данные с него оказались более важными.

Во-первых, потому что на втором «путешественнике» всё ещё работает инструмент по измерению различных параметров плазмы, тогда как на Voyager 1 этот прибор давно отключился, и скорость солнечного ветра вокруг зонда учёные оценивали косвенно.

А во-вторых, если Voyager 1 пересёк ударную волну солнечного ветра вполне ожидаемо — один раз, то Voyager 2 ухитрился сделать это, по крайней мере, пять раз за пару дней, и в трёх случаях удалось чётко записать данные.

Пока «Вояджеры» летели через Солнечную систему, они отсняли много ценных да и просто красивых кадров, например, облака на Нептуне (слева) и Сатурне (фотографии NASA/JPL).

Так оказалось, что в том месте, где летит «путешественник» под номером 2, ударная волна солнечного ветра ведёт себя подобно гигантской полосе прибоя, то отступая от Солнца, то приближаясь к нему. Заметим, об изменении в расположении границы гелиосферы на протяжении 11-летнего цикла солнечной активности учёные знают давно, а вот столь быстрые и небольшие колебания — открытие.

Кроме того, в нормальной ударной волне резкое замедление вещества приводит к его уплотнению и сильному повышению температуры. Однако тут зонд обнаружил гораздо более низкие температуры после границы, чем ожидали учёные. Возможно, рассуждают специалисты, энергия солнечного ветра передаётся частицам космических лучей, ускоряемых в этом районе. Однако точную картину происходящего ещё предстоит понять.

Быть может, в этом поспособствует околоземный спутник Interstellar Boundary Explorer (IBEX), который NASA намерено запустить летом 2008 года. Он должен дистанционно составить карту внешних границ нашей системы, в частности попробует определить форму termination shock за счёт анализа энергетических нейтральных частиц (так называемых energetic neutral atoms), пересекающих орбиту Земли.

Эти быстрые атомы «получаются», когда заряженная космическая частица отнимает электрон у частицы-соседки, становясь нейтральной. Далее такой атом путешествует, не чувствуя магнитного поля Солнца, а потому может быть поставщиком информации о событиях, случившихся далеко от Земли.

Ближайшее окружение Солнца (масштаб не соблюдён). Красным кружком показана гелиосфера, жёлтой стрелкой — направление её движения, розовой стрелкой — направление движения локального межзвёздного облака, в основном состоящего из водорода. 1 — Альтаир, 2 — Альфа Центавра, 3 — Сириус, 4 — Процион. Несовпадение направлений перемещения Солнца и облака как раз и создаёт ударную волну, искажающую гелиосферу (иллюстрация с сайта swri.edu).

Добавим, что немного об истории чуть было не прерванной миссии Voyager, о строении внешних границ Солнечной системы и будущем двух межпланетных зондов мы говорили в этом материале. Проблемы с финансированием проекта его миновали. А что будет потом — увидим.

По оценке специалистов, примерно через 10-20 лет оба аппарата пересекут гелиопаузу — внешнюю границу солнечного магнитного поля и предел, за которым начинается межзвёздное пространство, свободное от влияния солнечного ветра.

Поскольку запаса энергии на борту зондов хватит до 2020-го, у пары железных исследователей космоса есть некоторый шанс, что называется «из последних вольт», отрапортовать на Землю о первом в истории выходе рукотворных аппаратов в межзвёздное пространство, а также — передать сведения о точном расположении гелиопаузы и о параметрах межзвёздной среды.



Учёные анализируют благоприятный для жизни участок Марса

11 декабря 2007

NASA на Сатурне. Шестнадцатая часть: тайны летающих тарелок

7 декабря 2007

Протозвезда в плотной оболочке источает гигантские струи газа

6 декабря 2007

Открыта самая молодая солнечная система

3 декабря 2007

Водород и молнии открыли земное прошлое Венеры

30 ноября 2007