Kujutise krediit: NASA
NASA kosmoseaparaat Voyager 1 on peaaegu jõudnud Päikesesüsteemi välispiirini kosmosepiirkonda, mida nimetatakse heliosheathiks, kus päikesetuul puhub tähtedevahelise gaasi vastu. See on esimene kord, kui teadlased on kunagi kogunud andmeid Päikesesüsteemi nende kaugete piirkondade kohta. Voyager 1, mis avati 5. septembril 1977, asub Päikesest nüüd 13 miljardi km kaugusel.
NASA kosmoselaev Voyager 1 teeb taas ajalugu kui esimene kosmosesõiduk, mis sisenes Päikesesüsteemi lõplikule piirile - ulatuslikule avarusele, kus Päikese tuul puhub tähe vahel kuuma õhu käes gaasi vastu: tähtedevaheline kosmos. Enne sellesse piirkonda jõudmist peab Voyager 1 läbima lõpetamisšoki - vägivaldse tsooni, mis on suure energiaga osakeste kiirte allikas.
Voyageri teekond läbi selle tormilise tsooni annab teadlastele esimesed otsesed mõõtmised meie päikesesüsteemi uurimata lõplikust piirist, mida nimetatakse heliosheathiks, ja teadlased arutavad, kas see teekond on juba alanud. Kaks teadustööd selle uurimistöö kohta avaldatakse ajakirjas Nature 5. novembril 2003. Esimene artikkel, mille autorid on dr Stamatios M. Krimigis Johns Hopkinsi ülikooli rakendusfüüsika laborist, Laurel, MD, ja tema meeskond, tõendab väidet. et Voyager 1 möödus lõpetamisšokist. Marylandi ülikooli College Parki ja tema meeskonna teine doktor Frank B. McDonald ja tema meeskond tõendavad selle väite vastu. Kolmas väljaanne, mis avaldati 30. oktoobril 2003 ajakirjas Geophysical Research Letters, mille autoriteks on NASA Goddardi kosmoselennukeskus NASA Goddardi kosmoselennukeskuses, Md., Ja kaastöötajad, annab tunnistust sellest, et Voyager 1 ei pääsenud lõpp-šokist kaugemale. (Lõpp-šoki ja heliosheadi illustratsiooni leiate jooniselt 2a).
“Voyager 1 vaatlused näitavad, et oleme sisenenud Päikesesüsteemi uude ossa. Sõltumata sellest, kas ületasime lõpetamisšoki või mitte, on meeskonnad põnevil, sest seda pole kunagi varem nähtud - vaatlused on siin erinevad kui sisemise Päikesesüsteemi korral, “ütles päikese maaühenduse uurimise distsipliiniteadlane dr Eric Christian. programm NASA peakorteris Washingtonis.
„Voyager 1 on näinud silmatorkavaid märke piirkonnas sügaval kosmoses, kus moodustub hiiglaslik lööklaine, kui Päikese tuul järsult aeglustub ja surub tähtedevahelise tuule poole välja. Vaatlused üllatasid ja hämmastasid meid, nii et Voyager uurib seda uut piirkonda Päikesesüsteemi välisservas, ”on palju avastada,” ütles Californias Pasadenaas asuva California tehnoloogiainstituudi Voyageri projekti teadur dr Edward Stone.
Päikesest enam kui kaheksa miljardi miili (13 miljardi km) kaugusel on Voyager 1 inimkonna ehitatud kõige kaugem objekt. 5. septembril 1977 käivitatud see uuris hiiglaslikke planeete Jupiteri ja Saturni, enne kui Saturni gravitatsioon viskas nad sügava kosmose poole. Nüüd läheneb see piirkond ja võib-olla on ajutiselt sisenenud piirkonda, kus lõpetamise šokk on väljaspool.
Lõpp-šokk on koht, kus päikesetuul, Päikesest pidevalt puhutav õhuke elektrilaenguga gaasivool, aeglustab tähtede vahelise gaasi rõhu. Lõpp-šoki ajal aeglustub päikesetuul järsult keskmiselt kiiruselt 300–700 km sekundis (700 000–1 500 000 mph). (Vaadake filmi 4, kuidas see päikesetuult heliosheathis soojendab).
Lõpetamise šoki täpne asukoht pole teada ja algselt arvati, et see on Päikesele lähemal kui Voyager 1 praegu. Kuna Voyager 1 rändas aina Päikesest kaugemale, kinnitas see, et kõik planeedid olid Päikesetuule poolt puhutud tohutu mulli sees ja lõpp-šokk oli palju kaugem (animatsioon 1).
Lõpp-šoki asukohta on raske hinnata, kuna me ei tea täpseid tingimusi tähtedevahelises ruumis ja isegi see, mida me teame, muutub päikesetuule kiirus ja rõhk, mis põhjustab lõpp-šoki laienemise, vähenemise ja pulbitsemine. Sarnast efekti näete iga kord, kui pesete nõusid (film 3). Kui asetate plaadi veevoolu alla, märkate, et vesi levib plaadi kohal suhteliselt sujuvalt. Veevoolul on kare serv, kus vesi aeglustub järsult ja kuhjub üles. Serv on nagu otsalöök ja kui veevool muutub, muutub kareda serva kuju ja suurus.
Umbes 1. augustist 2002 kuni 5. veebruarini 2003 märkasid teadlased Voyager 1 kahe energilise osakese instrumendi ebaharilikke näitu, mis näitasid, et see oli sisenenud Päikesesüsteemi piirkonda erinevalt kõigist varem esinenutest. See pani mõned väitma, et Voyager võis sisestada lõpetamisšoki ajutise tunnuse. Nii nagu väikesed plaadid ja "sõrmed" ilmuvad ja kaovad plaadi kohal oleva veevoolu karedas servas, võis Voyager siseneda ajutise "sõrme" lõpetamisšoki serva.
Vaidlus laheneks kergesti, kui Voyager saaks ikkagi päikesetuule kiirust mõõta, sest päikesepuu aeglustub järsult lõpp-šoki korral. Päikesetuule kiirust mõõtv instrument ei funktsioneeri enam auväärsel kosmoselaeval, seetõttu peavad teadlased kasutama endiselt töötavate instrumentide andmeid järeldada, kas Voyager läbis lõpp-šoki.
Löögi ületamise tõendite hulka kuulub Voyageri tähelepanek, et suure kiirusega elektrilaenguga osakesed (elektronid ja ioonid) kasvasid perioodil 1. august 2002 kuni 5. veebruar 2003 rohkem kui 100 korda. See oleks ootuspärane, kui Voyager läbiks lõpetamisšoki, sest löök kiirendab loomulikult elektrilaenguga osakesi, mis põrkavad edasi-tagasi nagu pingpongi kuulid kiirete ja aeglaste tuulte vahel löögi vastaskülgedel.
Teiseks voolasid osakesed väljapoole Voyagerist ja Päikesest eemale. See oleks ootuspärane, kui Voyager ületaks juba lõpetamisšoki, sest kiirenduspiirkond oleks lõpetamisšokis nüüd kosmoselaeva taga. Kolmandaks näitas päikesetuule kiiruse kaudne mõõtmine, et päikesetuul oli sel perioodil aeglane, nagu oleks oodata, kui Voyager oleks löögist kaugemal.
„Oleme kasutanud kaudset tehnikat, et näidata, et päikesetuul aeglustus umbes 700 000 mph-st palju vähem kui 100 000 mph-ni. Sama tehnikat kasutasime ka meie ajal, kui päikesetuule kiirust mõõtv seade veel töötas ja kahe mõõtmise vaheline kokkulepe oli enamikul juhtudel parem kui 20%, “rääkis Krimigis.
Šokisse sisenemise tõendite hulka kuulub tähelepanek, et kuigi aeglaselt tekkivate osakeste arv oli dramaatiliselt suurenenud, ei olnud teadlased neid mõnevõrra suurema kiirusega näinud, arvates, et lõpetamisšokk tekitab.
Kõige tugevam tõend sisenemise vastu on Voyageri tähelepanek, et magnetväli sel perioodil ei suurenenud. Teoreetiliste mudelite kohaselt peab see toimuma alati, kui päikesetuul aeglustub. Kujutage ette maanteed, kus on mõõdukas liiklus. Kui miski paneb autojuhte aeglustuma, näiteks ütleme, et vesi on pudelit, siis autod kuhjuvad - nende tihedus suureneb. Samamoodi suureneb päikesetuule aeglustumisel päikesetuule poolt kantava magnetvälja tihedus (intensiivsus).
„Voyager 1 magnetvälja vaatluste analüüs 2002. aasta lõpus näitas, et see ei sisenenud lõpp-šoki ületanud kaugesse heliosfääri uude piirkonda. Pigem olid magnetvälja andmetel omadused, mida võib eeldada paljude aastate varasemate vaatluste põhjal, ehkki vaadeldud energeetiliste osakeste intensiivsus on ebaharilikult kõrge, “ütles Burlaga.
Meeskonnad nõustuvad, et Voyager 1 on näinud uut nähtust: kuuekuine periood, mil madala energiatarbega osakesi oli väga palju ja nad Päikesest eemale voolasid. Kui ebaharilik periood lõppes, nõustuvad mõlemad sellega, et Voyager 1 oli taas päikesetuules, nii et kui see oli ajutine läbisõit lõpetamisšokist kaugemale, siis nähakse šokki uuesti, tõenäoliselt järgmise paari aasta jooksul. Lõpuks näitavad tähelepanekud, et lõpetamise šokk on palju keerulisem, kui keegi arvas.
Algsete missioonide ajal Jupiterisse ja Saturnisse olid Voyager 1 ja õde kosmoseaparaat Voyager 2 ette nähtud kosmose piirkondadesse, kus päikesepaneelid poleks teostatavad, nii et igaüks neist oli varustatud kolme radioisotoopse termoelektrilise generaatoriga, et toota kosmosesõidukite süsteemidele ja instrumentidele. Ikka kaugetes, külmades ja pimedates oludes töötades 26 aastat hiljem, võlgnevad Voyagerid oma pikaealisuse neile energeetikaosakonna generaatoritele, kes toodavad elektrit plutooniumdioksiidi loodusliku lagunemise tagajärjel tekkivast soojusest.
Voyagereid ehitas NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) Californias Pasadenas, mis jätkab mõlema kosmoselaeva opereerimist 26 aastat pärast nende käivitamist. Kosmoselaevu kontrollitakse ja nende andmed saadetakse tagasi NASA süvakosmosevõrgu (DSN) kaudu, mis on ka JPL hallatav globaalne kosmoselaevade jälgimissüsteem. Voyageri projektijuht on Ed Massey JPL-st. Voyageri projekti teadlane on dr Edward Stone California Tehnikainstituudist.
Algne allikas: NASA pressiteade
