научно-популярное приложение к газете "Голос Армении"
Menu

ГДЕ ЗАКАНЧИВАЕТСЯ СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА?

"Вояджер-1"

"Вояджер-1" - единственный сделанный человеком объект, вырвавшийся за пределы Солнечной системы как минимум дважды. 

Первые сенсационные сообщения о том, что автоматический зонд "Вояджер-1" (Voyager-1), запущенный НАСА еще в 1977 г. для исследования Юпитера и Сатурна, покинул Солнечную систему, появились в марте 2013 г. Американский геофизический союз (AGU) выпустил пресс-релиз, где ссылался на внезапные изменения космического излучения. Через несколько часов после комментария ученые НАСА изменили пресс-релиз, указав теперь, что аппарат "вошел в новый космический регион".

ПОДОБНЫЕ СООБЩЕНИЯ ПОЯВЛЯЛИСЬ ЕЩЕ НЕСКОЛЬКО РАЗ, ПОКА через полгода специалисты НАСА фактически не подтвердили все предыдущие заявления. Наконец было официально объявлено, что зонд вошел в межзвездное пространство, причем еще год назад - 25 августа 2012 г.

СМИ вновь сообщали, что "Вояджер" покинул Солнечную систему, - и были не совсем уж неправы. Однако в материалах НАСА до сих пор таких  утверждений нет - более того, утверждается, что никто из нас не доживет до того, когда это станет реальностью. Но все зависит от того, что именно считать Солнечной системой.

В привычном понимании она состоит из вращающихся вокруг нашей звезды восьми планет (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун), их спутников, пояса астероидов (между орбитами Марса и Юпитера), множества комет, а также пояса Койпера, где находятся в основном малые тела, оставшиеся от образования Солнечной системы, и несколько карликовых планет (в их числе Плутон, который чуть более десятилетия назад был разжалован в эту категорию из обычных планет). Пояс Койпера похож на пояс астероидов, но значительно превосходит его в размерах и массе.

Чтобы представить себе масштабы этой части солнечной империи, принято использовать астрономические единицы (а.е.) - одна единица равняется примерному расстоянию от Земли до Солнца (около 150 млн км или 93 млн миль).

Последняя планета - Нептун - удалена от звезды на расстояние около 30 а.е. До пояса Койпера - 50 а.е. Прибавив еще чуть более 70 а.е.,   мы подходим к первой условной границе Солнечной системы, которую и пересек "Вояджер", - внешней границе гелиосферы.

          Планеты, пояс Койпера и пространство за ним находятся под влиянием солнечного ветра - непрерывного потока заряженных частиц (плазмы), исходящего от солнечной короны. Этот постоянный ветер формирует вокруг нашей системы некое подобие вытянутого пузыря, который "вытесняет" межзвездную среду и называется гелиосферой.

По мере удаления от Солнца скорость движения заряженных частиц снижается, поскольку они сталкиваются со все большим противодействием - натиском межзвездной среды, в основном состоящей из облаков водорода и гелия, а также более тяжелых элементов, например, углерода и пыли (всего около 1%). Когда солнечный ветер резко замедляется и его скорость становится меньше скорости звука, наступает первая граница гелиосферы, называемая границей ударной волны. "Вояджер-1" пересек ее еще в 2004 г. (его брат-близнец "Вояджер-2" - в 2007) и вошел в область под названием гелиощит -  "преддверие" Солнечной системы. В пространстве гелиощита солнечный ветер начинает взаимодействовать с межзвездной средой, и их давление друг на друга сбалансировано.

Солнечная системаОДНАКО ПО МЕРЕ ПРОДВИЖЕНИЯ ДАЛЬШЕ СИЛА СОЛНЕЧНОГО ВЕТРА начинает ослабевать еще больше и в конечном итоге полностью уступает внешней среде - эту условную внешнюю границу называют гелиопаузой. Преодолев ее в августе 2012 года, "Вояджер-1" вошел в межзвездное пространство и - если брать в качестве границ пределы наиболее ощутимого влияния солнечного ветра - покинул Солнечную систему.

Согласно общепринятому в научной среде мнению, зонд не проделал еще и половины пути. Поскольку "Вояджер" исследует  ранее не изученные пространства, понять, где он находится, сложно. Ученые ориентируются на данные, которые с помощью сигналов зонд передает на Землю.

Когда информация, полученная от аппарата, стала указывать на изменившуюся вокруг него среду, ученые заговорили о том, что "Вояджер" близок к выходу в межзвездное пространство.

Наиболее простой способ определить, преодолел ли аппарат заветную границу, - измерить температуру, давление и плотность плазмы, окружающей зонд. Но прибор, способный делать такие замеры, перестал работать на "Вояджере" еще в 1980 г. Специалистам пришлось ориентироваться на два других инструмента: детектор космических лучей и плазменный волновой прибор. В то время как первый периодически фиксировал рост уровня космических лучей галактического происхождения (и падение уровня солнечных частиц), именно плазменному волновому прибору удалось убедить ученых в местонахождении аппарата - благодаря так называемым корональным выбросам массы, которые происходят на нашей звезде.

При ударной волне, следующей за выбросом на Солнце, устройство фиксировало колебания электронов плазмы, с помощью которых можно было определить ее плотность. "Эта волна заставляет плазму как будто бы звенеть, - объяснял Стоун. - Когда плазменный волновой прибор позволил измерить частоту этого звона, детектор космических лучей показал, откуда пришел этот звон - от выбросов на Солнце". Чем выше плотность плазмы, тем больше частота колебаний. Благодаря второй на счету "Вояджера" волне в 2013 г. ученые узнали, что зонд уже более года летит сквозь плазму, плотность которой в 40 раз превышает предыдущие замеры. Звуки, записанные при этом "Вояджером", - звуки межпланетной среды. "Чем дальше двигается "Вояджер", тем выше плотность плазмы. Потому ли это, что межзвездная среда становится все плотнее по мере отдаления от гелиосферы, или это результат самой ударной волны,  пока не ясно", - говорит Эд Стоун.

ТРЕТЬЯ ВОЛНА, ЗАФИКСИРОВАННАЯ В МАРТЕ 2014 Г., ПОКАЗАЛА незначительные по сравнению с предыдущими изменения в плотности плазмы, что подтверждает нахождение зонда в межзвездном пространстве. Итак, "Вояджер-1" выбрался за пределы наиболее "густонаселенной" части Солнечной системы и сейчас находится в 137 астрономических единицах, или 20,6 млрд км от Земли. Так когда же он окончательно покинет Солнечную систему? По расчетам НАСА, примерно через 30 тысяч лет.

Дело в том, что Солнце, аккумулируя в себе подавляющую часть массы всей системы - 99%, распространяет свое гравитационное влияние далеко за пределы пояса Койпера и даже гелиосферы. Примерно через 300 лет "Вояджер" должен встретиться с Облаком Оорта - гипотетической  (никто никогда его не видел и ученые имеют лишь теоретическое представление о нем) сферической областью, опоясывающей Солнечную систему. Гипотетическая граница Облака Оорта и есть последняя граница Солнечной системы - предел гравитационного могущества нашей звезды, или сфера Хилла.

Через несколько лет ученые начнут постепенно отключать приборы "Вояджера-1". Последний, как ожидается, прекратит работать около 2025 г., после чего зонд будет отправлять данные на Землю еще несколько лет, а затем продолжит свое путешествие в тишине.

Чтобы достичь пределов сферы Хилла, солнечному свету нужно около двух лет. До ближайшей к нам звезды - Проксима Центавры - он доходит примерно за четыре года. "Вояджеру", если бы его путь пролегал к ней, понадобилось бы более 73 тысяч лет.

Несмотря на название, первым был запущен "Вояджер-2" - 20 августа 1977 г. Официальная миссия зондов заключалась в изучении Юпитера и Сатурна. Аппаратам удалось изучить и сделать фотографии Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна и их спутников, а также провести уникальные исследования системы колец Сатурна и магнитных полей планет-гигантов.

Затем "Вояджер-1"  приступил к своей "межзвездной миссии" и стал самым далеким от Земли объектом, которого касался человек. Теперь в его задачу входит иследование гелиопаузы и среды за пределами влияния солнечного ветра. "Вояджер-2" в ближайшие годы также должен пересечь гелиопаузу.

На борту обоих "Вояджеров" есть так называемые золотые пластинки с записью звуковых и видеосигналов. На них воспроизведена карта пульсаров с отметкой положения Солнца в Галактике - на случай, если обнаруживший ее захочет нас найти. Кроме того, специалисты включили в записи все, что, по их мнению, нужно знать представителям внеземной жизни о человечестве: фотографии, приветствия на 55 языках, в том числе древнегреческом, телугу и на кантонском диалекте, звуки земной природы (вулканы и землетрясения, ветер и дождь, птицы и шимпанзе, человеческие шаги, стук сердца и смех), а также музыкальные произведения - от Баха и Стравинского до Чака Берри и Блайнд Вилли Джонсона и традиционных песнопений.

Полина РОМАНОВА, ИноСМИ

Опубликовано в Лаборатория
Прочитано 228 раз
Оцените материал
(0 голосов)

Оставить комментарий

Убедитесь, что вы вводите (*) необходимую информацию, где нужно
HTML-коды запрещены

Наверх