Kreditna slika: NASA
NASA-ina svemirska letjelica Voyager 1 gotovo je dosegla vanjske granice Sunčevog sustava u područje svemira, nazvano heliosheath, gdje solarni vjetar puše međuzvjezdani plin. Ovo je prvi put da su znanstvenici ikada prikupili podatke o tim udaljenim područjima Sunčevog sustava. Pokrenut 5. rujna 1977., Voyager 1 sada je 13 milijardi km udaljen od Sunca.
NASA-ina svemirska letjelica Voyager 1 uskoro će postati povijest kao prva svemirska letjelica koja je ušla na završnu granicu Sunčevog sustava, ogromna prostranstva gdje vjetar iz Sunca puše vrući tanki plin između zvijezda: međuzvijezdani prostor. Međutim, prije nego što stigne do ove regije, Voyager 1 mora proći kroz šok zaustavljanja, nasilnu zonu koja je izvor snopa visokoenergetskih čestica.
Voyagerovo putovanje ovom uzburkanom zonom omogućit će znanstvenicima svoja prva izravna mjerenja neistražene krajnje granice našeg Sunčevog sustava, nazvane heliosheath, a znanstvenici raspravljaju ako je taj prolaz već započeo. Dva članka o ovom istraživanju objavljena su u Natureu 5. studenoga 2003. Prvi rad, dr. Stamatios M. Krimigis iz Laboratorija za primijenjenu fiziku Sveučilišta Johns Hopkins, Laurel, Md., I njegov tim, daju dokaze koji potvrđuju tvrdnju da je Voyager 1 prošao izvan terminala šoka. Drugi rad, dr. Frank B. McDonald sa Sveučilišta u Marylandu, College Park i njegov tim svjedoči o ovoj tvrdnji. Treći rad, objavljen 30. listopada 2003. u Letterima za geofizička istraživanja dr. Leonarda F. Burlaga iz NASA-inog centra za svemirske letove Goddard, Greenbelt, mr. Sc., I suradnici, svjedoči da Voyager 1 nije prošao dalje od šoka zbog raskida. (Pogledajte sliku 2a za ilustraciju prekida šoka i heliosheath).
"Promatranja Voyagera 1 pokazuju da smo ušli u novi dio Sunčevog sustava. Bez obzira na to jesmo li prekinuli šok prestanka ili ne, timovi su uzbuđeni jer se to nikada ranije nije vidjelo - opažanja su ovdje drugačija nego u unutarnjem Sunčevom sustavu ", rekao je dr. Eric Christian, znanstvenik discipline za istraživanje povezanosti Sunca i Zemlje program u sjedištu NASA-e, Washington, DC.
"Voyager 1 je vidio upečatljive znakove regije duboko u svemiru gdje se stvara ogromni udarni val dok se vjetar od Sunca naglo usporava i pritišće prema van međuzviježđa. Promatranja su nas iznenadila i zbunjivala, tako da ima puno toga što treba otkriti dok Voyager počinje istraživati ovu novu regiju na vanjskom rubu Sunčevog sustava ", rekao je dr. Edward Stone, znanstvenik Voyager projekta, Kalifornijski tehnološki institut, Pasadena, Kalifornija.
Na više od osam milijardi milja (13 milijardi km) od Sunca, Voyager 1 je najudaljeniji objekt koji je izgradilo čovječanstvo. Pokrenut 5. rujna 1977, istraživao je divovske planete Jupiter i Saturn prije nego što ih je Saturnova gravitacija bacila u duboki svemir. Sada se približava, a možda je privremeno ušao u područje izvan šoka zaustavljanja.
Završni šok je gdje solarni vjetar, tanak struj električno nabijenog plina koji neprestano puše sa Sunca, usporava pritisak plina između zvijezda. Pri prekidu šoka, solarni vjetar naglo usporava od svoje prosječne brzine od 300 - 700 km u sekundi (700,000 - 1,500,000 mph). (Pogledajte Film 4 da biste vidjeli kako ovo zagrijava solarni vjetar u heliosheathu).
Nije poznato točno mjesto zaustavnog šoka, a izvorno se smatralo da je bliže Suncu nego što je Voyager 1 trenutno. Kako se Voyager 1 krstario sve dalje od Sunca, potvrdilo je da su svi planeti unutar neizmjernog mjehurića koji je puhao solarni vjetar, a šok zaustavljanja bio je mnogo udaljeniji (Animacija 1).
Teško je procijeniti mjesto zaustavnog udara jer ne znamo precizne uvjete u međuzviježđem prostoru, pa čak i ono što znamo, brzinu i pritisak sunčevog vjetra, promjene koje uzrokuju širenje šoka za raskidanje, ugovor i mreškanje. Sličan efekt možete vidjeti svaki put kada perete suđe (Film 3). Ako stavite tanjir ispod struje vode, primijetite da se voda širi preko ploče u relativno glatkom toku. Protok vode ima hrapav rub gdje se voda naglo usporava i gomila. Rub je poput udarnog završetka, a kako se protok vode mijenja, oblik i veličina grubog ruba mijenjaju se.
Otprilike od 1. kolovoza 2002. do 5. veljače 2003., znanstvenici su primijetili neobična očitanja s dva instrumenta energetskih čestica na Voyageru 1, ukazujući na to da je ušao u područje Sunčevog sustava za razliku od bilo kojeg prije nađenog. To je navelo neke da tvrde da je Voyager možda ušao u prijelazno obilježje terminacijskog šoka. Čim se pojave sitni udarci i prsti u grubom rubu struje vode preko pločice, Voyager je možda ušao u privremeni "prst" na rubu šok terminacije.
Kontraverza bi se lako riješila ako Voyager još uvijek može mjeriti brzinu sunčevog vjetra, jer sunčani vjetar naglo zaustavlja pri udarnom zaustavljanju. Međutim, instrument koji mjeri brzinu sunčevog vjetra više ne funkcionira na časnoj svemirskoj letjelici, tako da znanstvenici moraju koristiti podatke s instrumenata koji još rade na zaključivanju ako je Voyager probio šok zatvaranja.
Dokaz za prelazak šoka uključuje Voyagerovo opažanje da su se velike brzine električno nabijene čestice (elektroni i ioni) povećale više od 100 puta tijekom 1. kolovoza 2002. do 5. veljače 2003. godine. To bi se moglo očekivati ako Voyager prođe šok zaustavljanja, jer šok prirodno ubrzava električno nabijene čestice koje se odbijaju naprijed-nazad poput kuglica za ping pong između brzog i sporog vjetra na suprotnim stranama šoka.
Drugo, čestice su se slijevale prema van, pokraj Voyagera i dalje od Sunca. To bi se moglo očekivati ako Voyager već prijeđe šok zaustavljanja, jer bi područje ubrzanja u zaustavnom šoku sada iza svemirskog broda. Treće, neizravna mjera brzine solarnog vjetra ukazivala je na to da je solarni vjetar bio spor u ovom razdoblju, što bi se i očekivalo ako Voyager bude izvan šoka.
„Koristili smo neizravnu tehniku kako bismo pokazali da je solarni vjetar usporio sa oko 700 000 mph na mnogo manje od 100 000 mph. Istu tehniku koristili smo i prije, kad je instrument za mjerenje brzine sunčevog vjetra još uvijek radio, a sporazum između dva mjerenja u većini slučajeva bio je bolji od 20% “, rekao je Krimigis.
Dokaz protiv ulaska u šok uključuje i opažanje da, iako je došlo do dramatičnog porasta čestica male brzine, nisu bile primijećene pri nešto većim brzinama, a znanstvenici vjeruju da šok zaustavljanja stvara.
Međutim, najjači dokaz protiv ulaska je Voyagerovo opažanje da se magnetsko polje nije povećavalo tijekom ovog razdoblja. Prema teorijskim modelima, to se mora dogoditi kad god se solarni vjetar usporava. Zamislite autocestu s umjerenim prometom. Ako nešto usporava vozače, recimo lokvu vode, automobili se gomilaju - gustoća im se povećava. Na isti način gustoća (intenzitet) magnetskog polja koju prenosi solarni vjetar povećavat će se ako se solarni vjetar uspori.
„Analiza opažanja magnetskog polja Voyager 1 krajem 2002. godine pokazuje da nije ušao u novu regiju daleke heliosfere prelazeći prekidni šok. Umjesto toga, podaci o magnetskom polju imali su karakteristike koje bi se mogle očekivati na temelju dugogodišnjih prethodnih promatranja, iako je intenzitet promatranih energetskih čestica neobično velik ", rekao je Burlaga.
Timovi se slažu da je Voyager 1 vidio novi fenomen: šestomjesečno razdoblje u kojem su čestice niske energije bile vrlo obilne i otjerale od Sunca. Kad se neobično razdoblje završilo, obojica se slažu da je Voyager 1 ponovno bio na sunčevom vjetru, pa ako je ovo bio privremeni prijelaz izvan terminala šoka, šok će se ponovno vidjeti, vjerojatno u sljedećih nekoliko godina. Konačno, opažanja pokazuju da je šok okončanja puno složeniji nego što je itko mislio.
Za svoje prvotne misije na Jupiter i Saturn, Voyager 1 i sestrinska svemirska letjelica Voyager 2 bili su namijenjeni regijama u kojima solarni paneli ne bi bili izvedivi, pa su svaki bili opremljeni s tri radioizotopska termoelektrična generatora za proizvodnju električne energije za svemirske brodove i sustave. Još uvijek djelujući u udaljenim, hladnim i mračnim uvjetima, 26 godina kasnije, Voyagers duguju dugovječnost ovim generatorima koji osiguravaju energiju, koji proizvode električnu energiju iz topline stvorene prirodnim raspadanjem plutonijevog dioksida.
Voyagere je sagradio NASA-in laboratorij za mlazni pogon (JPL) u Pasadeni, Kalifornija, koji i dalje koristi obje svemirske letjelice 26 godina nakon njihovog lansiranja. Svemirski brod je pod nadzorom, a njihovi podaci vraćeni su preko NASA-ove duboke svemirske mreže (DSN), globalnog sustava za praćenje svemirskih letjelica koji također upravlja JPL. Voditelj projekta Voyager je Ed Massey iz JPL-a. Znanstvenik projekta Voyager je dr. Edward Stone s Kalifornijskog tehnološkog instituta.
Izvorni izvor: NASA News Release
