Voyager 1 to jedyny sztuczny obiekt znany z wyrwania się z „kosmicznego domu” jego twórców - Układu Słonecznego. I przynajmniej dwa razy. Gdzie on teraz jest? Technicznie nadal w tym.
Pierwsze sensacyjne doniesienia o tym, że robotyczna sonda Voyager 1, wystrzelona przez NASA w 1977 roku w celu zbadania Jowisza i Saturna, opuściła Układ Słoneczny, pojawiła się w marcu 2013 roku.
American Geophysical Union (AGU), stowarzyszenie non-profit zajmujące się eksploracją Ziemi i kosmosu, wydało komunikat prasowy, w którym powołuje się na nagłe zmiany w promieniowaniu kosmicznym.
Zaledwie kilka godzin później, po komentarzach naukowców z NASA bezpośrednio pracujących nad projektem, że nie mogą niczego takiego potwierdzić, eksperci AGU wycofali się. Zrewidowali komunikat prasowy, aby wskazać, że statek kosmiczny „wszedł w nowy obszar kosmosu” i przyznali, że próbowali uczynić wnioski z ich obserwacji zrozumiałymi dla ogółu społeczeństwa.
Podobne wiadomości pojawiały się jeszcze kilka razy co kilka miesięcy, aż sześć miesięcy później specjaliści NASA faktycznie potwierdzili wszystkie poprzednie stwierdzenia. Ostatecznie oficjalnie ogłoszono, że sonda weszła w przestrzeń międzygwiazdową rok wcześniej - 25 sierpnia 2012 roku.
Media znowu nie mogły sobie odmówić głośnych nagłówków, że Voyager opuścił Układ Słoneczny - i nie były całkowicie w błędzie. Jednak w materiałach NASA nadal nie ma tak odważnych stwierdzeń - zresztą, według nich, nikt z nas nie dożyje chwili, kiedy to niewątpliwie stanie się rzeczywistością.
Gdzie kończy się układ słoneczny?
Film promocyjny:
Jak zawsze jest to kwestia terminologii - wszystko zależy od tego, co dokładnie uważa się za Układ Słoneczny.
W zwykłym sensie składa się z ośmiu planet krążących wokół naszej gwiazdy (Merkurego, Wenus, Ziemi, Marsa, Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna), ich satelitów, pasa asteroid (pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza), wielu komet, a także pasa Kuipera …
Zawiera głównie małe ciała pozostałe po powstaniu Układu Słonecznego i kilka planet karłowatych (w tym Pluton, który został zdegradowany do tej kategorii ze zwykłych planet nieco ponad dziesięć lat temu). Pas Kuipera jest zasadniczo podobny do pasa asteroid, ale jest znacznie większy i większy niż ten drugi.
Aby wyobrazić sobie skalę tej części imperium słonecznego, zwykle używa się jednostek astronomicznych (au) - jedna jednostka jest równa przybliżonej odległości od Ziemi do Słońca (około 150 milionów km lub 93 miliony mil).
Ostatnia planeta, Neptun, znajduje się w odległości około 30 jednostek astronomicznych od gwiazdy. Aż do pasa Kuipera - 50 AU.
Dodajmy do tego nieco ponad 70 jednostek astronomicznych - i dochodzimy do pierwszej warunkowej granicy Układu Słonecznego, którą przekroczył Voyager - zewnętrznej granicy heliosfery.
Na wszystko to - planety, pas Kuipera i przestrzeń poza nim - wpływa wiatr słoneczny - ciągły strumień naładowanych cząstek (plazmy) emanujących z korony słonecznej.
Ten stały wiatr tworzy rodzaj wydłużonego pęcherzyka wokół naszego systemu, który „wypiera” ośrodek międzygwiazdowy i nazywany jest heliosferą.
W miarę oddalania się od Słońca prędkość cząstek naładowanych spada, ponieważ napotykają one coraz większy opór - atak ośrodka międzygwiazdowego, składającego się głównie z chmur wodoru i helu, a także cięższych pierwiastków, takich jak węgiel i pył (tylko około 1%).
Kiedy wiatr słoneczny gwałtownie zwalnia, a jego prędkość staje się mniejsza niż prędkość dźwięku, pojawia się pierwsza granica heliosfery, zwana granicą fali uderzeniowej (po angielsku - szok końcowy). Voyager 1 przekroczył go w 2004 roku (jego brat bliźniak Voyager 2 - w 2007 roku) i w ten sposób wszedł w obszar zwany heliosheath - rodzaj „przedsionka” Układu Słonecznego. W przestrzeni heliosłony wiatr słoneczny zaczyna oddziaływać z ośrodkiem międzygwiazdowym, a ich wzajemne ciśnienie jest zrównoważone.
Jednak gdy posuwamy się dalej, siła wiatru słonecznego zaczyna słabnąć jeszcze bardziej i ostatecznie całkowicie ustępuje środowisku zewnętrznemu - ta warunkowa granica zewnętrzna nazywana jest heliopauzą. Pokonawszy to w sierpniu 2012 roku, Voyager 1 wszedł w przestrzeń międzygwiazdową i - jeśli za granice przyjmiemy granice najbardziej namacalnego wpływu wiatru słonecznego - opuścił Układ Słoneczny.
Ale w rzeczywistości, zgodnie z ogólnie przyjętą interpretacją w środowisku naukowym, sonda nie zakończyła jeszcze połowy drogi.
Skąd naukowcy wiedzieli, że Voyager 1 przekroczył heliopauzę?
Ponieważ Voyager bada przestrzenie wcześniej niezbadane, ustalenie, gdzie dokładnie się znajduje, jest trudnym zadaniem.
Naukowcy muszą polegać na danych, które sonda przesyła na Ziemię za pomocą sygnałów.
„Nikt nigdy wcześniej nie był w przestrzeni międzygwiazdowej, więc to tak, jakby podróżować z niekompletnymi przewodnikami turystycznymi” - wyjaśnia naukowiec projektu Voyager 1, Ed Stone.
Kiedy informacje otrzymane z urządzenia zaczęły wskazywać na zmienione środowisko wokół niego, naukowcy zaczęli mówić o tym, że Voyager był bliski wejścia w przestrzeń międzygwiazdową.
Najłatwiejszym sposobem ustalenia, czy urządzenie przekroczyło upragnioną granicę, jest pomiar temperatury, ciśnienia i gęstości plazmy otaczającej sondę. Jednak urządzenie zdolne do wykonywania takich pomiarów przestało działać na Voyager w 1980 roku.
Specjaliści musieli skupić się na dwóch innych instrumentach: detektorze promieniowania kosmicznego i urządzeniu wykorzystującym fale plazmowe.
O ile pierwszym okresowo odnotowywanym wzrostem poziomu promieni kosmicznych pochodzenia galaktycznego (i spadkiem poziomu cząstek słonecznych), to właśnie urządzenie falowe plazmowe zdołało przekonać naukowców o lokalizacji aparatu - dzięki tzw. Koronalnym wyrzutom masy, które występują na naszej gwieździe.
Podczas fali uderzeniowej po wyrzuceniu na Słońce urządzenie rejestrowało oscylacje elektronów plazmy, za pomocą których można było określić ich gęstość.
„Ta fala sprawia, że plazma wydaje się dzwonić” - wyjaśnił Stone. „Podczas gdy instrument wykorzystujący fale plazmowe pozwolił nam zmierzyć częstotliwość tego dzwonienia, detektor promieniowania kosmicznego pokazał, skąd pochodzi dzwonienie - z emisji na Słońcu”.
Im wyższa gęstość plazmy, tym wyższa częstotliwość oscylacji. Dzięki drugiej fali na koncie Voyagera w 2013 roku naukowcy byli w stanie dowiedzieć się, że sonda przelatywała przez plazmę od ponad roku, której gęstość była 40 razy większa niż w poprzednich pomiarach. Dźwięki nagrane przez Voyagera - dźwięki środowiska międzyplanetarnego - można usłyszeć na poniższym filmie.
„Im dalej Voyager się porusza, tym większa gęstość plazmy” - powiedział Ed Stone. „Czy to dlatego, że ośrodek międzygwiazdowy gęstnieje, gdy oddalasz się od heliosfery, czy też jest to skutek samej fali uderzeniowej [z rozbłysku słonecznego - BBC]? Jeszcze nie wiemy”.
Trzecia fala, zarejestrowana w marcu 2014 roku, wykazała nieznaczne zmiany gęstości plazmy w porównaniu z poprzednimi, co potwierdza obecność sondy w przestrzeni międzygwiazdowej.
Tak więc Voyager 1 wydostał się z najbardziej „gęsto zaludnionej” części Układu Słonecznego i znajduje się obecnie 137 jednostek astronomicznych, czyli 20,6 miliardów kilometrów od Ziemi. Możesz go śledzić tutaj.
Kiedy więc ostatecznie opuści system na dobre? Według obliczeń NASA za około 30 tysięcy lat.
Faktem jest, że Słońce, gromadząc w sobie przytłaczającą część masy całego układu - 99%, rozprzestrzenia swój wpływ grawitacyjny daleko poza pas Kuipera, a nawet heliosferę.
Za około 300 lat Voyager powinien spotkać się z Obłokiem Oorta - hipotetycznym (bo nikt go nigdy nie widział, a naukowcy mają o nim tylko teoretyczne wyobrażenie) sferycznym obszarem otaczającym Układ Słoneczny.
W nim „na żywo”, przyciągane przez naszą gwiazdę, głównie obiekty lodowe składające się z wody, amoniaku i metanu - według naukowców powstały one początkowo znacznie bliżej Słońca, ale potem grawitacja gigantycznych planet wyrzuciła je na obrzeża układu. Odwrócenie się wokół nas zajmuje im tysiące lat. Uważa się, że niektórym z tych obiektów udaje się wrócić - i wtedy zauważamy je w postaci komet.
Najnowsze przykłady to komety C / 2012 S1 (ISON) i C / 2013 A1 (McNaught). Pierwsza rozpadła się po minięciu Słońca, druga przeszła w pobliżu Marsa i opuściła wewnętrzny region układu.
Hipotetyczna granica Obłoku Oorta to ostatnia granica Układu Słonecznego - granica siły grawitacyjnej naszej gwiazdy, czyli sfery Hilla.
Poza Obłokiem Oorta nie ma nic - tylko światło emanujące ze Słońca i podobnych gwiazd.
Za kilka lat naukowcy zaczną stopniowo wyłączać instrumenty Voyagera 1. Oczekuje się, że ta ostatnia zostanie wyłączona około 2025 r., Po czym sonda będzie wysyłać dane na Ziemię jeszcze przez kilka lat, zanim będzie kontynuowała swoją podróż w ciszy.
Podróżowanie światła słonecznego z największą znaną prędkością do granic sfery Hill zajmuje około dwóch lat. Dotarcie do najbliższej nam gwiazdy - Proximy Centauri zajmuje około czterech lat. Voyager, gdyby jego droga do niej prowadziła, zajęłaby ponad 73 tysiące lat.
Misja Voyager
- Pomimo nazwy, Voyager 2 został zwodowany 20 sierpnia 1977 roku. Voyager 1 został wystrzelony 5 września tego samego roku
- Oficjalną misją sond było badanie Jowisza i Saturna
- Urządzeniom udało się zbadać i wykonać zdjęcia Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna oraz ich satelitów, a także przeprowadzić unikalne badania układu pierścieni Saturna i pól magnetycznych planet olbrzymów
- Voyager 1 wyruszył następnie na swoją „międzygwiezdną misję” i stał się najdalszym obiektem od Ziemi, którego dotknęła osoba. Teraz jego zadaniem jest zbadanie heliopauzy i środowiska poza wpływem wiatru słonecznego. Voyager 2 powinien również przekroczyć heliopauzę w nadchodzących latach
„Obaj Voyagery mają na pokładzie tak zwane Złote Płyty z nagraniami audio i wideo. Odtworzyli mapę pulsarów ze znakiem położenia Słońca w Galaktyce - na wypadek gdyby ten, który je odkrył, chciał nas znaleźć. Ponadto eksperci umieścili w nagraniach wszystko, co ich zdaniem przedstawiciele życia pozaziemskiego powinni wiedzieć o ludzkości: zdjęcia, pozdrowienia w 55 językach, w tym starożytnej grece, telugu i kantońsku, odgłosy ziemskiej przyrody (wulkany i trzęsienia ziemi, wiatr itp. deszcz, ptaki i szympansy, ludzkie kroki, bicie serca i śmiech), a także utwory muzyczne - od Bacha i Strawińskiego po Chucka Berry'ego i Blind Williego Johnsona oraz tradycyjne pieśni.
Polina Romanova
