Аппарат Voyager обнаружил остановившийся солнечный ветер

С нынешней позиции "Вояджеров", один из которых показан здесь, орбиты планет Солнечной системы выглядят весьма скромно (иллюстрация NASA/JPL-Caltech).

Скоро два зонда-близнеца проникнут туда, где не властвуют ни солнечное магнитное поле, ни выбрасываемое им вещество. Они окажутся там, где пузырь гелиосферы уступает место межзвёздной среде. О близости последней из границ, окружающих Солнечную систему словно слои луковицы, поведал один из приборов на борту самого далёкого в мире космического аппарата.

Космический разведчик Voyager 1 находится сейчас на расстоянии 17,41 миллиарда километров от Земли и почти в 116 раз дальше от Солнца, чем наша планета. Это самый удалённый рукотворный объект в истории, и он просто поражает своих создателей выносливостью.

Когда в 1977 году американцы запускали Voyager 1 и его близнеца Voyager 2, едва ли кто предвидел, что даже через 33 года большая часть их приборов останется в исправности, а сами посланники планеты, продолжая углубляться в звёздную бездну, не прекратят передавать научные данные. А ведь ныне радиосигнал с того же "Вояджера-1" идёт к нам 16 часов и семь минут.

"Вояджеры" были запущены так, чтобы побывать около четырёх планет-гигантов. Изучение Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, а также их лун и колец было главной задачей миссии. Но после её выполнения учёные не прекратили работу с зондами, благо аппаратура была в порядке, а запас энергии в изотопных генераторах на борту этих машин рассчитан до 2020 года.

Последний факт, кстати, означает, что у землян ещё есть шанс получить с датчиков "Вояджеров" полезную информацию уже с открытых просторов Млечного Пути (иллюстрация NASA/JPL).

Оба аппарата сейчас находятся в области, называемой гелиосферной мантией (heliosheath). Это район, где солнечный ветер заторможен, а его движение носит турбулентный характер. В него аппараты № 1 и № 2 вошли в декабре 2004 и августе 2007 года соответственно, находясь на расстоянии 94 и 84 астрономических единиц от Солнца (что говорило об искажённой форме границы ударной волны солнечного ветра).

Voyager 1 удаляется от Солнца со скоростью примерно 17 километров в секунду, его собрат под номером два – чуть медленнее (округлённо 15 км/с) (иллюстрация NASA/JPL).

Гелиосферная мантия — это "прихожая" Солнечной системы. По космическим меркам зондам осталось не так уж много до преодоления гелиопаузы — границы, отделяющей Солнечную систему от межзвёздного пространства, где господствуют уже не солнечный, а межзвёздный ветер и, соответственно, галактическое магнитное поле.

Однако уже сейчас Voyager 1 передал о серьёзном изменении в окружающей обстановке. Солнечный ветер, который все предыдущие годы миссии исправно нёсся в направлении от нашего светила наружу (хотя и с разным темпом), теперь больше не продвигается вовне. Его скорость в этом направлении обратилась в ноль.

Вместо этого частицы солнечного ветра начали перемещаться в поперечном направлении, так что они уходят в сторону, в конечном счёте формируя гигантский "кометный хвост" гелиосферы. Последний вытягивается из-за движения Солнца сквозь межзвёздную среду. (Напомним также, что "Вояджеры" летят в сторону головы этой своеобразной "кометы".)

"Вояджеры" стали третьим и четвёртым космическими аппаратами, улетевшими за пределы орбит всех планет нашей системы. Первыми двумя были "братья" Pioneer 10 (на рисунке) и Pioneer 11. Но "Вояджеры" всё ещё передают информацию, а последний контакт с "Пионерами" состоялся в 2003 и 1995 годах соответственно.

Что касается удаления от Солнца и Земли, то тут "Вояджер" с единичкой на борту обошёл всех, хотя из данной четвёрки зондов был запущен последним (иллюстрация NASA Ames Resarch Center).

Впервые датчики "Вояджера-1" зафиксировали радикальную перемену в солнечном ветре ещё в июне нынешнего года. "Учёные знали о возможности колебаний скорости солнечного ветра и подождали ещё четыре месяца, чтобы убедиться, что ветер действительно замедлился до нуля", — гласит пресс-релиз NASA.

Добавим, что в окрестностях планет солнечный ветер может похвастать скоростью в несколько сотен километров в секунду (если считать за точку отсчёта Солнце). После границы ударной волны его скорость упала ниже 100 км/с, а в 2007 году Voyager 1 "намерял" 60 км/с и далее фиксировал падение этой скорости на 20 км/с в год. Тем не менее достигнутый летом 2010 года знаковый ноль впечатлил учёных.

"Когда стало ясно, что мы получаем твёрдые нули, я был просто поражён", — вспоминает один из исследователей Роб Деккер (Rob Decker) из лаборатории прикладной физики (APL), работающий с сенсором низкоэнергетических заряженных частиц первого "Вояджера". Так исследователи увидели, как поток солнечного ветра упирается в накатывающее извне межзвёздное вещество.

В феврале 1990 года Voyager 1 практически удалился за пределы орбиты Плутона. Находясь в шести миллиардах километрах от Солнца и на 32 градуса выше плоскости эклиптики, он сделал первый портрет Солнечной системы со стороны.

Все планеты отснять не удалось — Меркурий с такого расстояния был слишком близко к Солнцу, а Марс в момент съёмки представлял собой тонкий полумесяц. Но главное – в поле зрения камеры попала очень слабая голубая точка. Пятнышко произвело сильное впечатление на команду учёных – это была наша планета.

Те самые уникальные кадры 1990 года. На шести увеличенных снимках (слева направо и сверху вниз): Венера, Земля и Юпитер, а также Сатурн, Уран и Нептун. Последние две планеты выглядят вытянутыми из-за поворота аппарата в течение экспозиции (15 секунд).

Полоса вокруг Земли – это рассеянный солнечный свет (само светило находилось совсем рядом с кадром и чуть не попало в объектив). Венера и Земля фактически заняли на чувствительной матрице меньше одного пикселя и едва сумели "отметиться", а вот диски Юпитера и Сатурна даже удалось разрешить. Внизу: эту мозаику учёные составили из десятков кадров, выполненных "Вояджером" во время данной съёмки портрета Солнечной системы (фотографии NASA/JPL).

Знаменитый астроном и астрофизик Карл Саган по этому поводу написал: "Вот, это здесь. Вот он дом. Это мы. Здесь все, кого вы любите, все, кого вы знаете, все, кого вы когда-либо слышали, каждый человек, который когда-либо был, жил всю свою жизнь. Пожалуй, нет лучшей демонстрации глупости человеческого тщеславия, чем этот далёкий образ нашего крошечного мира".

Удивительно представить, как смотрелась бы наша планета с ещё большего расстояния, на котором Voyager 1 оказался теперь (к сожалению, фотокамера на его борту давно выключена ради экономии энергии). А скоро этот зонд впервые покинет Солнечную систему.

"Когда "Вояджеры" были запущены, космическому веку было всего 20 лет и мы не имели никаких оснований предполагать, что аппараты смогут продержаться так долго, – рассказал участник миссии Voyager Эдвард Стоун (Edward C. Stone) на конференции Американского геофизического союза (2010 AGU Fall Meeting), открывшейся в Сан-Франциско 13 декабря. – Изначально никто не знал, как далеко нужно продвинуться, чтобы выйти за пределы Солнечной системы. Теперь ясно, что исторический момент наступит через 4-5 лет".

Источник

«Если взять самого пламенного революционера и дать ему абсолютную власть, то через год он будет хуже, чем сам Царь»

Михаил Бакунин

Научный подход на Google Play

Файлы

Прошлое, настоящее, будущее человека

Руководство по управлению космическим кораблём Земля

Критика клерикальных концепций войны и мира

Мир с точки зрения математики