Credit de imagine: NASA
Nava spațială Voyager 1 a NASA a ajuns aproape la limitele exterioare ale sistemului solar într-o regiune a spațiului, numită heliosheath, unde vântul solar suflă cu gaz interstelar. Este prima dată când oamenii de știință au strâns date despre aceste zone îndepărtate ale sistemului solar. Lansat la 5 septembrie 1977, Voyager 1 se află acum la 13 miliarde km distanță de Soare.
Nava spațială Voyager 1 a NASA urmează să facă din nou istorie ca fiind prima navă spațială care a intrat în ultima frontieră a sistemului solar, o vastă întindere în care vântul de la Soare sufla fierbinte împotriva gazelor subțiri dintre stele: spațiul interstelar. Cu toate acestea, înainte de a ajunge în această regiune, Voyager 1 trebuie să treacă prin șocul de terminare, o zonă violentă care este sursa de fascicule de particule cu energie mare.
Călătoria lui Voyager prin această zonă turbulentă va oferi oamenilor de știință primele măsurători directe ale frontierei finale neexplorate a sistemului nostru solar, numită heliosheath, iar oamenii de știință dezbat dacă acest pasaj a început deja. Două lucrări despre această cercetare sunt publicate în Nature pe 5 noiembrie 2003. Prima lucrare, de Dr. Stamatios M. Krimigis de la Universitatea Johns Hopkins Laborator de fizică aplicată, Laurel, Md. Și echipa sa, oferă dovezi care susțin afirmația. că Voyager 1 a trecut dincolo de șocul de reziliere. A doua lucrare, de Dr. Frank B. McDonald, de la Universitatea din Maryland, College Park și echipa sa, oferă dovezi împotriva acestei afirmații. O a treia lucrare, publicată pe 30 octombrie 2003 în scrisori de cercetare geofizică de Dr. Leonard F. Burlaga de la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA, Greenbelt, Md. Și colaboratori, dă dovezi că Voyager 1 nu a trecut dincolo de șocul de încetare. (Consultați imaginea 2a pentru o ilustrare a șocului de terminație și a heliosatei).
„Observațiile Voyager 1 arată că am intrat într-o nouă parte a sistemului solar. Indiferent dacă am traversat șocul de reziliere sau nu, echipele sunt încântate pentru că acest lucru nu a mai fost văzut până acum - observațiile sunt diferite aici decât în sistemul solar interior ", a spus dr. Eric Christian, om de știință al disciplinei pentru cercetarea conexiunii la solul pământ. program la sediul NASA, Washington, DC.
„Voyager 1 a văzut semne izbitoare ale regiunii adânc în spațiu, unde se formează un val de șoc uriaș pe măsură ce vântul de la Soare încet brusc și se apasă spre vânt interstelar. Observațiile ne-au surprins și ne-au încurcat, așa că sunt multe de descoperit, deoarece Voyager începe să exploreze această nouă regiune de la marginea exterioară a sistemului solar ”, a spus dr. Edward Stone, cercetător de proiecte Voyager, Institutul de tehnologie din California, Pasadena, Calif.
La mai mult de opt miliarde de mile (13 miliarde de km) de Soare, Voyager 1 este cel mai îndepărtat obiect construit de umanitate. Lansat la 5 septembrie 1977, a explorat planetele uriașe Jupiter și Saturn înainte de a fi aruncat spre spațiul adânc de gravitatea lui Saturn. Acum se apropie și poate a intrat temporar în regiunea dincolo de șocul de încetare.
Șocul de terminare este acela în care vântul solar, un flux subțire de gaz încărcat electric suflat constant de la Soare, este încetinit de presiunea gazului dintre stele. La șocul de încheiere, vântul solar încetinește brusc din viteza medie de 300 - 700 km pe secundă (700.000 - 1.500.000 mph). (Consultați filmul 4 pentru a vedea cum acesta încălzește vântul solar în heliosheath).
Locația exactă a șocului de încetare nu este cunoscută și inițial s-a crezut că este mai aproape de Soare decât este Voyager 1 în prezent. Pe măsură ce Voyager 1 a plecat din ce în ce mai departe de Soare, a confirmat că toate planetele se aflau într-o imensă bulă suflată de vântul solar, iar șocul de terminare era mult mai îndepărtat (Animația 1).
Estimarea locației șocului de terminare este dificilă, deoarece nu cunoaștem condițiile precise în spațiul interstelar și chiar ceea ce știm, viteza și presiunea vântului solar, schimbări care determină extinderea, contractarea și șocul de terminație clipoci. Puteți observa un efect similar de fiecare dată când spălați vasele (filmul 3). Dacă așezați o placă sub un flux de apă, observați că apa se răspândește pe placă într-un debit relativ neted. Fluxul de apă are o margine aspră, unde apa încetinește brusc și se îngrămădește. Marginea este ca șocul de terminare și, pe măsură ce debitul de apă se schimbă, forma și dimensiunea muchiei brute se schimbă.
De la 1 august 2002 până la 5 februarie 2003, oamenii de știință au observat lecturi neobișnuite din cele două instrumente de particule energetice de pe Voyager 1, indicând că a intrat într-o regiune a sistemului solar, spre deosebire de cele întâlnite înainte. Acest lucru i-a determinat pe unii să afirme că este posibil ca Voyager să fi intrat într-o caracteristică tranzitorie a șocului de încetare. La fel cum micile denivelări și „degetele” apar și dispar în marginea aspră a fluxului de apă de pe o placă, Voyager ar fi putut intra într-un „deget” temporar în marginea șocului de terminare.
Controversa ar fi rezolvată cu ușurință dacă Voyager ar mai putea măsura viteza vântului solar, deoarece vântul solar încetinește brusc la șocul de terminare. Cu toate acestea, instrumentul care măsoară viteza vântului solar nu mai funcționează pe venerabila navă spațială, astfel încât oamenii de știință trebuie să utilizeze date din instrumentele care încă lucrează pentru a deduce dacă Voyager a străpuns șocul de încheiere.
Dovezile pentru traversarea șocului includ observația lui Voyager că particulele de mare viteză încărcate electric (electroni și ioni) au crescut de peste 100 de ori în perioada 1 august 2002 până la 5 februarie 2003. Acest lucru ar fi de așteptat dacă Voyager ar trece prin șocul de încetare, deoarece șocul accelerează în mod natural particulele încărcate electric, care sări înapoi și înapoi ca niște bile de ping pong între vânturile rapide și lente de pe părțile opuse ale șocului.
În al doilea rând, particulele curgeau spre exterior, trecând de Voyager și departe de Soare. Acest lucru ar fi de așteptat dacă Voyager ar trece deja dincolo de șocul de încetare, deoarece regiunea de accelerație din șocul de încetare ar fi acum în spatele navei spațiale. În al treilea rând, o măsură indirectă a vitezei solare a vântului a indicat că vântul solar a fost lent în această perioadă, așa cum era de așteptat dacă Voyager ar fi dincolo de șoc.
„Am folosit o tehnică indirectă pentru a arăta că vântul solar a încetinit de la aproximativ 700.000 mph la mult mai puțin de 100.000 mph. Aceeași tehnică a fost folosită de noi înainte, când instrumentul de măsurare a vitezei solare a vântului încă funcționa, iar acordul dintre cele două măsurători a fost mai bun decât 20% în majoritatea cazurilor ”, a spus Krimigis.
Dovada împotriva intrării în șoc include observația că, deși a existat o creștere dramatică a particulelor cu viteză mică, nu s-au văzut la viteze oarecum mai mari, oamenii de știință cred că șocul de încetare generează.
Cu toate acestea, cea mai puternică dovadă împotriva intrării este observația lui Voyager că câmpul magnetic nu a crescut în această perioadă. Conform modelelor teoretice, acest lucru trebuie să se întâmple de fiecare dată când vântul solar încetinește. Imaginați-vă o autostradă cu trafic moderat. Dacă ceva îi determină pe șoferi să încetinească, spuneți o baltă de apă, mașinile se acumulează - densitatea lor crește. În același mod, densitatea (intensitatea) câmpului magnetic purtat de vântul solar va crește dacă vântul solar încetinește.
„Analiza observațiilor câmpului magnetic Voyager 1 de la sfârșitul anului 2002 indică faptul că nu a intrat într-o nouă regiune a heliosferei îndepărtate prin traversarea șocului de terminare. Mai degrabă, datele câmpului magnetic aveau caracteristicile de așteptat pe baza multor ani de observații anterioare, deși intensitatea particulelor energetice observate este neobișnuit de mare ”, a spus Burlaga.
Echipele sunt de acord că Voyager 1 a văzut un fenomen nou: o perioadă de șase luni în care particulele cu consum redus de energie erau foarte abundente și curgeau departe de Soare. Când s-a încheiat perioada neobișnuită, ambii sunt de acord că Voyager 1 era din nou în vântul solar, așa că, dacă acesta a fost un pasaj temporar dincolo de șocul de încetare, șocul va fi văzut din nou, probabil în următorii doi ani. În cele din urmă, observațiile indică faptul că șocul de încetare este mult mai complicat decât credea oricine.
Pentru misiunile lor inițiale către Jupiter și Saturn, Voyager 1 și navele spațiale sora Voyager 2 au fost destinate regiunilor spațiului în care panourile solare nu ar fi fezabile, astfel încât fiecare a fost echipat cu trei generatoare termoelectrice radioizotopice pentru a produce energie electrică pentru sistemele și instrumentele navelor spațiale. Funcționând încă în condiții îndepărtate, reci și întunecate, 26 de ani mai târziu, Voyagerii își datorează longevitatea acestor generatoare furnizate de energie, care produc electricitate din căldura generată de degradarea naturală a dioxidului de plutoniu.
Voyagerii au fost construiți de Laboratorul de Propulsie Jet (JPL) al NASA din Pasadena, California, care continuă să funcționeze ambele nave spațiale la 26 de ani de la lansarea lor. Navele spațiale sunt controlate și datele lor returnate prin intermediul rețelei spațiale profunde (DSN) a NASA, un sistem global de urmărire a navelor spațiale, de asemenea, operat de JPL. Managerul de proiect Voyager este Ed Massey din JPL. Omul de știință al proiectului Voyager este Dr. Edward Stone de la Institutul de Tehnologie din California.
Sursa originală: Comunicat de presă al NASA
