Attēla kredīts: NASA
NASA kosmosa kuģis Voyager 1 ir gandrīz sasniedzis Saules sistēmas ārējās robežas līdz kosmosa reģionam, ko sauc par heliosheath, kur Saules vējš pūš pret starpzvaigžņu gāzi. Šī ir pirmā reize, kad zinātnieki jebkad ir apkopojuši datus par šiem Saules sistēmas attāliem apgabaliem. Voyager 1, kas tika atklāts 1977. gada 5. septembrī, tagad atrodas 13 miljardu km attālumā no Saules.
NASA kosmosa kuģis Voyager 1 atkal gatavojas kļūt par vēsturi kā pirmais kosmosa kuģis, kas iekļūst Saules sistēmas galējā malā - plašajā plašumā, kur Saules vējš karstu pūš pret plānu zvaigznīti starp zvaigznēm: starpzvaigžņu telpu. Tomēr, pirms Voyager 1 sasniedz šo reģionu, tam jāiet cauri izlādes triecienam - vardarbīgai zonai, kas ir augstas enerģijas daļiņu staru avots.
Voyager ceļojums pa šo nemierīgo zonu sniegs zinātniekiem savus pirmos tiešos mūsu Saules sistēmas vēl neizpētītās galējās robežas, ko sauc par heliosheath, mērījumus, un zinātnieki diskutē, ja šī pāreja jau ir sākusies. Divi raksti par šo pētījumu tiek publicēti žurnālā Nature 2003. gada 5. novembrī. Pirmais darbs, ko veica Dr Stamatios M. Krimigis no Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, Md., Un viņa komanda, sniedz pierādījumus, kas atbalsta apgalvojumu. ka Voyager 1 pārsniedza izbeigšanas šoku. Otrais doktors Frenks B. Makdonalds no Merilendas Universitātes Koledžas parkā un viņa komanda sniedz pierādījumus pret šo prasību. Trešais dokuments, kas publicēts 2003. gada 30. oktobrī ģeofizikālās izpētes vēstulēs, kuras autors ir Dr. Leonards F. Burlaga no NASA Goddard kosmosa lidojumu centra, Greenbelt, Md., Un līdzstrādnieki, sniedz pierādījumus tam, ka Voyager 1 nepārsniedza izbeigšanas šoku. (Skatīt 2.a attēlu, lai parādītu pārtraukšanas triecienu un heliosheath).
“Voyager 1 novērojumi liecina, ka esam iegājuši jaunā Saules sistēmas daļā. Neatkarīgi no tā, vai mēs šķērsojām izbeigšanas šoku vai nē, komandas ir satraukti, jo tas nekad agrāk nav ticis novērots - novērojumi šeit ir atšķirīgi nekā iekšējā Saules sistēmā, ”sacīja Dr. Ēriks Kristians, Saules Zemes savienojuma pētījumu disciplīnas zinātnieks. programma NASA galvenajā mītnē Vašingtonā, DC.
“Voyager 1 ir redzējis pārsteidzošas zīmes reģionā dziļi kosmosā, kur veidojas milzu trieciena vilnis, kad pēkšņi palēninās Saules vējš un spiedīs uz āru pret starpzvaigžņu vēju. Novērojumi mūs pārsteidza un neizpratnē, tāpēc ir daudz ko atklāt, jo Voyager sāk izpētīt šo jauno reģionu Saules sistēmas ārējā malā, ”sacīja Dr. Edvards Stouns, Voyager projektu zinātnieks, Kalifornijas Tehnoloģijas institūta Kalifornijas Pasadena.
Vairāk nekā astoņu miljardu jūdžu (13 miljardi km) attālumā no Saules Voyager 1 ir visattālākais cilvēces celtais objekts. Tas tika atklāts 1977. gada 5. septembrī, un tajā tika izpētītas milzu planētas Jupiters un Saturns, pirms to Saturna gravitācija izmeta dziļā kosmosā. Tagad tas tuvojas un, iespējams, īslaicīgi ieceļojis reģionā, pēc izbeigšanas šoka.
Termināla trieciens ir tāds, kur saules vējš, plāna elektriski uzlādētas gāzes plūsma, kas nepārtraukti izpūstas no Saules, tiek palēnināts ar gāzes spiedienu starp zvaigznēm. Izbeidzot triecienu, saules vējš pēkšņi palēninās no vidējā ātruma 300–700 km sekundē (700 000–1 500 000 jūdzes stundā). (Skatiet 4. filmu, lai redzētu, kā tas silda saules vēju heliosheathā).
Precīza izbeigšanas šoka atrašanās vieta nav zināma, un sākotnēji tika uzskatīts, ka tas ir tuvāk Saulei nekā šobrīd ir Voyager 1. Kad Voyager 1 devās arvien tālāk no Saules, tas apstiprināja, ka visas planētas atrodas milzīga burbuļa iekšpusē, ko izpūst Saules vējš, un beigu šoks bija daudz tālāks (1. animācija).
Noslēguma šoka atrašanās vietu ir grūti novērtēt, jo mēs nezinām precīzus apstākļus starpzvaigžņu telpā un pat to, ko mēs zinām, saules vēja ātrumu un spiedienu, kas izraisa izbeigšanas šoka paplašināšanos, saraušanos un pulsācija. Līdzīgu efektu var redzēt katru reizi, mazgājot traukus (3. filma). Ja zem ūdens straumes novietojat plāksni, pamanāt, ka ūdens izplatās virs plāksnes samērā vienmērīgā plūsmā. Ūdens plūsmai ir raupja mala, kur ūdens pēkšņi palēninās un pāļi aug. Mala ir kā izbeigšanās šoks, un, mainoties ūdens plūsmai, mainās neapstrādātas malas forma un izmērs.
Apmēram no 2002. gada 1. augusta līdz 2003. gada 5. februārim zinātnieki pamanīja neparastus rādījumus no diviem enerģētisko daļiņu instrumentiem Voyager 1, norādot, ka tas ir iegājis Saules sistēmas reģionā atšķirībā no visiem iepriekšējiem. Tas dažiem lika apgalvot, ka Voyager, iespējams, ir ievadījis pārejas posma izbeigšanas šoku. Tiklīdz parādās nelieli izciļņi un “pirksti” un izzūd ūdens plūduma neapstrādātajā malā virs plāksnes, Voyager, iespējams, ir iekļuvis īslaicīgā “pirkstā” beigu trieciena malā.
Pretrunas tiktu atrisinātas viegli, ja Voyager joprojām varētu izmērīt saules vēja ātrumu, jo Saules vējš pēkšņi palēninās, izbeidzot triecienu. Tomēr instruments, kas mēra saules vēja ātrumu, vairs nedarbojas uz cienījamo kosmosa kuģi, tāpēc zinātniekiem jāizmanto dati no instrumentiem, kas joprojām strādā, lai secinātu, vai Voyager caurdura izbeigšanas šoku.
Pierādījumi par trieciena šķērsošanu ietver Voyager novērojumu, ka no 2002. gada 1. augusta līdz 2003. gada 5. februārim elektriski lādētu daļiņu (elektronu un jonu) ātrums ir pieaudzis vairāk nekā 100 reizes. Tas būtu sagaidāms, ja Voyager izturētu izbeigšanas triecienu, jo šoks dabiski paātrina elektriski lādētas daļiņas, kas uz priekšu un atpakaļ atlec kā pingponga bumbiņas starp ātru un lēnu vēju šoka pretējās pusēs.
Otrkārt, daļiņas plūda uz āru, garām Voyager un prom no Saules. Tas būtu sagaidāms, ja Voyager jau šķērsotu pāri izbeigšanas triecienam, jo paātrinājuma reģions izbeigšanas triecienā tagad atrastos aiz kosmosa kuģa. Treškārt, netiešs saules vēja ātruma mērījums liecināja, ka šajā laikā saules vējš bija lēns, kā tas būtu gaidāms, ja Voyager būtu ārpus šoka.
“Mēs esam izmantojuši netiešu paņēmienu, lai parādītu, ka Saules vējš palēninājās no aptuveni 700 000 mph līdz daudz mazāk nekā 100 000 mph. Šo pašu paņēmienu mēs izmantojām arī iepriekš, kad saules vēja ātruma mērīšanas instruments joprojām darbojās, un vienošanās starp abiem mērījumiem lielākajā daļā gadījumu bija labāka par 20%, ”sacīja Krimigis.
Pierādījumi par iekļūšanu šoks ietver novērojumu, ka, kaut arī krasi palielinājās maza ātruma daļiņas, tie netika redzēti ar nedaudz lielāku ātrumu, kā zinātnieki uzskata, ka izbeigšanās šoks rada.
Tomēr visspēcīgākais pierādījums pret iekļūšanu ir Voyager novērojums, ka magnētiskais lauks šajā periodā nav palielinājies. Saskaņā ar teorētiskajiem modeļiem tam jānotiek ikreiz, kad palēninās saules vējš. Iedomājieties šoseju ar mērenu satiksmi. Ja kaut kas liek autovadītājiem palēnināties, teiksim, ūdens peļķē, automašīnas sakrauj, to blīvums palielinās. Tādā pašā veidā saules vēja palēninātā magnētiskā lauka blīvums (intensitāte) palielināsies.
“Voyager 1 magnētiskā lauka novērojumu analīze 2002. gada beigās liecina, ka tas nav iekļuvis jaunā tālās heliosfēras reģionā, šķērsojot gala iznākuma šoku. Drīzāk magnētiskā lauka datiem bija raksturīgās pazīmes, kas bija sagaidāmas, balstoties uz daudzu gadu iepriekšējiem novērojumiem, lai gan novēroto enerģētisko daļiņu intensitāte ir neparasti augsta, ”sacīja Burlaga.
Komandas ir vienisprātis, ka Voyager 1 ir parādījies jauns fenomens: sešu mēnešu periods, kad zemas enerģijas daļiņas bija ļoti bagātīgas un plūda prom no Saules. Kad neparastais periods beidzās, abi vienojas, ka Voyager 1 atkal atradās saules vēja ietekmē, tāpēc, ja tas bija īslaicīgs pāreja ārpus izbeigšanas šoka, šoks atkal būs redzams, iespējams, nākamajos pāris gados. Visbeidzot, novērojumi norāda, ka pārtraukšanas šoks ir daudz sarežģītāks, nekā kāds domāja.
Sākotnējām misijām uz Jupiteru un Saturnu Voyager 1 un māsas kosmosa kuģis Voyager 2 bija paredzēti kosmosa reģioniem, kur saules paneļi nebūtu realizējami, tāpēc katrs bija aprīkots ar trim radioizotopu termoelektriskiem ģeneratoriem, lai ražotu elektroenerģiju kosmosa kuģu sistēmām un instrumentiem. Joprojām 26 gadus vēlāk attālos, aukstos un tumšos apstākļos Voyagers ir parādā savu ilgmūžību šiem ar enerģiju saistītajiem ģeneratoriem, kuri ražo elektrību no siltuma, kas rodas plutonija dioksīda dabiskās sabrukšanas rezultātā.
Voyagers uzbūvēja NASA reaktīvo dzinēju laboratorija (JPL) Pasadena, Kalifornijā, kas turpina darboties abiem kosmosa kuģiem 26 gadus pēc to palaišanas. Kosmosa kuģi tiek kontrolēti un to dati tiek atgriezti caur NASA Deep Space Network (DSN) - globālo kosmosa kuģu izsekošanas sistēmu, kuru arī pārvalda JPL. Voyager projekta vadītājs ir Eds Massejs no JPL. Voyager projekta zinātnieks ir Dr. Edvards Akmens no Kalifornijas Tehnoloģiju institūta.
Oriģinālais avots: NASA ziņu izlaidums
