Voyager 2 в царстве звезд
Voyager 2 стал вторым космическим аппаратом, достигшим пространства за пределами гелиосферы. Анализ данных о плотности плазмы, полученных инструментом на борту космического аппарата NASA Voyager 2, подтвердил, что он вошел в межзвездное пространство в ноябре 2018 года на расстоянии 119 астрономических единиц от Солнца, сообщает InSpace.ru. Выводы об условиях в этой среде, которые не полностью совпали с ожидаемыми, представлены пятью статьями в журнале Nature.
«Оказалось, что старая идея о постепенном исчезновении влияния солнечного ветра по мере продвижения в межзвездное пространство просто не соответствует действительности. Данные с Voyager 2 подтвердили полученную ранее информацию от Voyager 1 о существовании удивительно четкой границы», — рассказывает ведущий автор одного из исследований Дон Гурнетт из Университета Айовы (США).
Voyager 2 был запущен в 1977 году незадолго до своего близнеца Voyager 1, который совершил переход в межзвездную среду в 2012-м, передав ценные данные о гелиопаузе. Однако из-за повреждения инструмента Plasma Science Experiment на борту Voyager 1 еще в 1980 году зонд не смог собрать полную информацию о неизведанных регионах.
К счастью, на борту Voyager 2 инструмент Plasma Science Experiment работает штатно, и 5 ноября 2018 года он зафиксировал переход космического аппарата из среды с горячей плазмой низкой плотности, характерной для солнечного ветра, к холодной плазме с более высокой плотностью, свойственной межзвездному пространству.
Согласно полученным данным, зонд преодолел гелиопаузу меньше чем за один день, при этом он пересек неизвестный ранее слой, где взаимодействуют солнечный и межзвездный ветры. Voyager 1 не передавал данных об этом «новом» участке, и это различие, по мнению астрономов, может быть связано с изменениями уровня активности Солнца или различными траекториями космических аппаратов.
«Это как смотреть на слона под микроскопом. Два человека подходят к нему и проводят два разных исследования, не представляя, что происходит между точками их измерений. Поэтому мы прибегаем к моделям, которые помогают извлечь недоступную нам информацию о гелиосфере, основываясь на двух местах ее пересечения. Имеющиеся у нас данные рисуют примерно симметричную и сферическую область, однако не исключено, что она является кометообразной с хвостом на несколько тысяч астрономических единиц, и разрешить эти дебаты помогут только будущие наблюдения обоих зондов», — заключил соавтор одного из исследований Билл Керт из Университета Айовы.
Стоит отметить, что, хотя Voyager 1 и Voyager 2 покинули гелиосферу, они все еще не вышли за пределы Солнечной системы и не сделают этого в ближайшее время. Считается, что ее граница находится за внешним краем Облака Оорта, совокупности небольших объектов, которые подвержены воздействию гравитации нашей звезды. Ширина Облака Оорта точно неизвестна, но, по оценкам ученых, она начинается на расстоянии около 1000 астрономических единиц от Солнца и простирается примерно до 100 000 астрономических единиц. Voyager 2 потребуется около 300 лет, чтобы достичь внутреннего края Облака Оорта и, возможно, 30 000 лет, чтобы выйти за его пределы.
Гелиосфера — область околосолнечного пространства, в которой плазма солнечного ветра движется относительно Солнца со сверхзвуковой скоростью. Извне гелиосфера ограничена бесстолкновительной ударной волной, возникающей в солнечном ветре из-за его взаимодействия с межзвездной плазмой и межзвездным магнитным полем.
Первые 10 млрд километров скорость солнечного ветра составляет около миллиона километров в час. По мере того как он сталкивается с межзвездной средой, происходит его торможение и смешение с ней. Граница, на которой происходит замедление солнечного ветра, называется границей ударной волны; граница, вдоль которой уравновешивается давление солнечного ветра и межзвездной среды, —гелиопаузой; граница, на которой происходит столкновение межзвездной среды с набегающим солнечным ветром, — головной ударной волной.