Вояджер-2 движется в межзвёздном пространстве

Вояджер-2 исследует границы межзвёздного пространства


Год назад, 5 ноября 2018 года, "Вояджер-2" стал вторым космическим аппаратом в истории, покинувшим гелиосферу - защитный пузырь из частиц и магнитных полей, создаваемый нашим Солнцем.
На расстоянии около 18 миллиардов километров от Земли, далеко за пределами орбиты Плутона, "Вояджер-2" вышел в межзвездное пространство.
Пять новых научных статей в журнале Nature Astronomy описывают то, что учёные наблюдали во время и после исторического пересечения границы гелиосферы аппаратом "Вояджер-2".

В каждой статье подробно излагается анализ данных, полученных от одного из пяти действующих научных приборов "Вояджера-2": датчика магнитного поля, двух приборов для обнаружения энергетических частиц в различных диапазонах энергий и двух приборов для изучения плазмы (газа, состоящего из заряженных частиц).
В совокупности полученные результаты помогают представить картину этой космической береговой линии, где заканчивается среда, созданная нашим Солнцем, и начинается огромный океан межзвёздного пространства.

Гелиосфера Солнца подобна кораблю, плывущему в мёжзвездном пространстве. И гелиосфера, и межзвёздная среда заполнены плазмой - газом, в котором некоторые атомы лишены электронов.
Плазма внутри гелиосферы горячая и разреженная, в то время как плазма межзвёздного пространства более холодная и плотная. Кроме того, пространство между звёздами содержит космические лучи, или частицы, ускоренные взрывами звёзд.
"Вояджер-1" обнаружил, что гелиосфера защищает Землю и другие планеты от более чем 70% этого космического излучения.

Когда в прошлом году "Вояджер-2" покинул гелиосферу, учёные объявили, что два детектора энергетических частиц на его борту зафиксировали драматические изменения: скорость гелиосферных частиц, по показаниям приборов, резко упала, а скорость космических лучей (которые обычно имеют более высокие энергии, чем гелиосферные частицы) резко возросла и осталась высокой. Эти изменения в показаниях приборов подтвердили, что зонд вошел в иную область космоса.

До того, как в 2012 году "Вояджер-1" достиг края гелиосферы, учёным было точно не известно, как далеко от Солнца простирается эта граница.
Два зонда вышли из гелиосферы в разных местах, а также в разное время при постоянно повторяющемся 11-летнем солнечном цикле, в течение которого Солнце проходит периоды высокой и низкой активности.
Учёные ожидали, что край гелиосферы, называемый гелиопаузой, может смещаться по мере изменения активности Солнца, подобно тому, как при дыхании расширяются и сжимаются лёгкие. Это согласуется с тем фактом, что два зонда столкнулись с гелиопаузой на разных расстояниях от Солнца.

Новые статьи подтверждают, что "Вояджер-2" ещё не достиг устойчивой среды межзвёздного пространства: как и его близнец, "Вояджер-1", он, судя по всему, движется в возмущённой переходной области, расположенной сразу за гелиосферой.

""Вояджеры" показывают нам, как наше Солнце взаимодействует с веществом, которое заполняет значительную часть пространства между звёздами в галактике Млечный Путь, - говорит профессор физики Эд Стоун, научный сотрудник из проекта Вояджер. - Без новых данных от "Вояджера-2" мы бы не узнали, были ли показания от "Вояджера-1" характерными для всей гелиосферы или специфичными только для конкретного места и времени при её пересечении".


Двигаясь сквозь плазму

Два космических аппарата "Вояджер" подтвердили, что плазма в локальном межзвёздном пространстве значительно плотнее, чем плазма внутри гелиосферы, как и ожидали учёные. "Вояджер-2" также измерил температуру плазмы в ближайшем межзвёздном пространстве и подтвердил, что она холоднее, чем плазма внутри гелиосферы.

В 2012 году "Вояджер-1" наблюдал несколько более высокую, чем ожидалось, плотность плазмы непосредственно за пределами гелиосферы, что указывает на некоторое сжатие плазмы.
"Вояджер-2" заметил, что плазма за пределами гелиосферы немного теплее, чем ожидалось, что также может указывать на её уплотнение. (Однако внешняя плазма всё же холоднее, чем внутри гелиосферы).
Также "Вояджер-2" наблюдал небольшое увеличение плотности плазмы непосредственно перед выходом из гелиосферы, что указывает на сжатие плазмы вокруг внутреннего края пузыря. Но учёным пока неясно, чем вызвано это уплотнение.


Утечка частиц

Если сравнивать гелиосферу с кораблём, плывущим через межзвёздное пространство, то, судя по всему, его корпус немного протекает. Один из приборов "Вояджеров" показал, что струйки частиц просачиваются сквозь границу гелиосферы и попадают в межзвёздное пространство.
"Вояджер-1" расположен ближе к самому "фронту" гелиосферы относительно движения пузыря в пространстве. "Вояджер-2" находится с другой стороны, ближе к флангу, и эта область кажется более пористой, чем область, где находится "Вояджер-1" .


Тайны магнитных полей

Наблюдения инструментов "Вояджера-2" подтверждают удивительные данные от "Вояджера-1": магнитное поле в области, расположенной сразу за гелиопаузой, параллельно магнитному полю внутри гелиосферы.
Имея показания "Вояджера-1", учёные имели только один образец этих магнитных полей и не могли точно сказать, было ли это выравнивание характерным для всей внешней области или просто совпадением.
Магнитометрические наблюдения "Вояджера-2" подтверждают показания "Вояджера-1" и указывают на то, что эти поля параллельны.


Космические аппараты "Вояджер" были запущены в 1977 году и оба пролетели мимо Юпитера и Сатурна. "Вояджер-2" изменил курс вблизи Сатурна, чтобы достичь Урана и Нептуна, совершив единственный близкий пролёт вблизи этих планет в истории.
Зонды "Вояджер" завершили свое грандиозное путешествие к планетам и в 1989 году начали свою межзвёздную миссию по достижению гелиопаузы.
"Вояджер-1", самый быстрый из двух зондов, в настоящее время находится на расстоянии более 22 миллиардов километров от Солнца, а "Вояджер-2" - на расстоянии 18,2 миллиардов километров от Солнца.
Чтобы долететь от "Вояджера-2" до Земли, свету потребовалось бы около 16,5 часов. Для сравнения, свет, идущий от Солнца, достигает Земли примерно за восемь минут.



Источник: https:// www.nasa.gov/ feature/ jpl/ voyager-2-illuminates-boundary-of-interstellar-space