Kuvan luotto: NASA
NASA: n Voyager 1 -alukset ovat melkein saavuttaneet aurinkokunnan ulkorajat alueelle, jota kutsutaan heliosheathiksi, missä aurinkotuuli puhaltaa tähtienvälistä kaasua vastaan. Tämä on ensimmäinen kerta, kun tutkijat ovat koskaan keränneet tietoja näistä aurinkokunnan kaukaisista alueista. Voyager 1, joka avattiin 5. syyskuuta 1977, on nyt 13 miljardin kilometrin päässä Auringosta.
NASA: n Voyager 1 -alukset tekevät historiaa jälleen ensimmäisenä avaruusaluksena, joka saapui aurinkokunnan lopulliseen rajaan, laajaan avaruusalueeseen, jossa aurinko tuuli puhaltaa kuumaa vastaan tähtiä välistä: tähtien välistä avaruutta. Kuitenkin ennen kuin se saavuttaa tämän alueen, Voyager 1: n on läpäistävä päättymisisku, väkivaltainen alue, joka on korkeaenergisten hiukkasten palkkien lähde.
Voyagerin matka tämän turbulenssivyöhykkeen kautta antaa tutkijoille ensimmäiset suorat mittauksemme aurinkokuntamme tutkimatta lopullisesta rajasta, nimeltään heliosheath, ja tutkijat keskustelevat, onko tämä kulku jo alkanut. Kaksi tutkimusta käsittelevää artikkelia julkaistaan Nature-lehdessä 5. marraskuuta 2003. Ensimmäinen artikkeli, jonka kirjoitti tri Stamatios M. Krimigis Johns Hopkinkin yliopiston soveltuvan fysiikan laboratoriosta, Laurel, MD, ja hänen tiiminsä, todistaa väitteen tueksi. että Voyager 1 ohitti irtisanomisen. Toinen asiakirja, jonka ovat kirjoittaneet tohtori Frank B. McDonald Marylandin yliopistosta, University Park, ja hänen tiiminsä, todistavat tätä vaatimusta vastaan. Kolmas asiakirja, joka julkaistiin 30. lokakuuta 2003 geofysikaalisten tutkimusten kirjeinä, jotka kirjoitti NASA: n Goddardin avaruuslentokeskuksesta, Greenbeltistä, MD, ja yhteistyökumppaneista tohtori Leonard F. Burlaga, osoittaa, että Voyager 1 ei ylittänyt päästöiskun. (Katso kuva 2a havainnollistaaksesi päättymisiskua ja heliosheathia).
”Voyager 1 -havainnot osoittavat, että olemme tulleet aurinkokunnan uuteen osaan. Riippumatta siitä, ylitimmekö päästöiskun vai ei, joukkueet ovat innostuneita, koska tätä ei ole koskaan ennen nähty - havainnot ovat erilaisia täällä kuin sisäisessä aurinkokunnassa ”, kertoi tri Eric Christian, aurinko-maayhteyden tutkimuksen kurintutkija. ohjelma NASA: n päämajassa, Washington, DC.
”Voyager 1 on havainnut silmiinpistäviä merkkejä alueesta syvällä avaruudessa, jossa muodostuu jättiläinen iskuaalto, kun auringon tuuli hidastuu äkillisesti ja painetaan ulospäin tähtien välistä tuulta vastaan. Havainnot yllättävät ja hämmentävät meitä, joten on paljon löydettävää, kun Voyager alkaa tutkia tätä uutta aluetta aurinkokunnan ulkopinnalla ”, kertoi tohtori Edward Stone, Voyager-projektitutkija, Kalifornian teknillinen instituutti, Pasadena, Kalifornia.
Yli kahdeksan miljardin mailin (13 miljardin km) päässä Auringosta Voyager 1 on kaikkein kaukaisin ihmiskunnan rakentama esine. Se avattiin 5. syyskuuta 1977, ja siinä tutkittiin Jupiterin ja Saturnuksen jättiläisiä planeettoja, ennen kuin Saturnuksen gravitaatio heitti heidät kohti syvää tilaa. Se lähestyy nyt ja on voinut väliaikaisesti tulla alueelle, joka on lopetusšokin ulkopuolella.
Päättymisshokki on siinä, missä aurinkotuuli, ohut sähköisesti varautuneen kaasun virta, joka puhalletaan jatkuvasti Auringosta, hidastuu tähtipaineiden aiheuttamasta kaasun paineesta. Pääteiskun yhteydessä aurinkotuuli hidastuu äkillisesti keskimääräisestä nopeudestaan 300 - 700 km sekunnissa (700 000 - 1 500 000 mph). (Katso elokuvasta 4 nähdäksesi kuinka tämä lämmittää aurinkotuulta heliosheathissa).
Lopetusiskujen tarkkaa sijaintia ei tunneta, ja sen alun perin ajateltiin olevan lähempänä aurinkoa kuin Voyager 1 tällä hetkellä on. Kun Voyager 1 risteili yhä kauempana auringosta, se vahvisti, että kaikki planeetat olivat valtavan kuplan sisällä, jonka aurinkotuuli puhalsi, ja lopetusisku oli paljon kauempana (Animaatio 1).
Päättymisshokin sijainnin arviointi on vaikeaa, koska emme tiedä täsmällisiä olosuhteita tähtienvälisessä tilassa, ja jopa tiedämme, auringon tuulen nopeuden ja paineen muutokset, jotka saavat päästöiskun laajenemiseen, supistumiseen ja aaltoilu. Voit nähdä samanlaisen vaikutuksen joka kerta, kun peset astioita (elokuva 3). Jos asetat levyn vesivirran alle, huomaat, että vesi leviää levyn yli suhteellisen tasaisena virtauksena. Veden virtauksella on karkea reuna, jossa vesi hidastuu äkillisesti ja kasaantuu. Reuna on kuin päätyisku, ja veden virtauksen muuttuessa karkean reunan muoto ja koko muuttuvat.
Noin 1. elokuuta 2002 ja 5. helmikuuta 2003 välisenä aikana tutkijat havaitsivat Voyager 1: n kahden energisen hiukkasinstrumentin epätavalliset lukemat, jotka osoittivat sen saapuneen aurinkokunnan alueelle toisin kuin koskaan aiemmin. Tämän vuoksi jotkut väittivät, että Voyager on saattanut siirtyä väliaikaiseen ominaisuuteen irtisanomisesta. Aivan kuten pieniä kuoppia ja ”sormet” ilmestyvät ja katoavat veden virtauksen karkeassa reunassa levyn yli, Voyager on saattanut mennä väliaikaiseen ”sormeen” lopetusiskun reunaan.
Kiista ratkaistaan helposti, jos Voyager pystyisi edelleen mittaamaan aurinkotuulen nopeuden, koska aurinkotuuli hidastuu äkillisesti päättymisshokilla. Auringon tuulen nopeutta mittaava instrumentti ei kuitenkaan enää toimi kunniallisessa avaruusaluksessa, joten tutkijoiden on käytettävä edelleen toimivien instrumenttien tietoja päätellä, jos Voyager lävistäisi päästöiskun.
Sokin ylittämiseen liittyvät todisteet sisältävät Voyagerin havainnon, että nopeudella sähköisesti varautuneet hiukkaset (elektronit ja ionit) kasvoivat yli 100 kertaa 1. elokuuta 2002 - 5. helmikuuta 2003 jakson aikana. Tämä olisi odotettavissa, jos Voyager läpäisi lopetusšokin, koska isku kiihdyttää luonnollisesti sähköisesti varautuneita hiukkasia, jotka kimpoavat edestakaisin kuten pingispallopallot iskun vastakkaisilla puolilla olevien nopeiden ja hitaiden tuulien välillä.
Toiseksi, hiukkaset virtaavat ulospäin, Voyagerin ohi ja kaukana auringosta. Tämä olisi odotettavissa, jos Voyager ylittäisi jo päättämissokin yli, koska lopetusiskun kiihtyvyysalue olisi nyt avaruusaluksen takana. Kolmanneksi, auringon tuulen nopeuden epäsuora mittaus osoitti, että aurinko tuuli oli hidasta tänä aikana, kuten voitaisiin odottaa, jos Voyager olisi yli iskun.
”Olemme käyttäneet epäsuoraa tekniikkaa osoittaaksesi, että aurinkotuuli hidastui noin 700 000 mph: sta paljon vähemmän kuin 100 000 mph. Tätä samaa tekniikkaa käytimme aikaisemmin, kun aurinkovoiman nopeuden mittauslaite toimi edelleen, ja mittausten välinen sopimus oli useimmissa tapauksissa parempi kuin 20% ”, Krimigis sanoi.
Todisteet sokkiin pääsystä sisältävät havainnon, että vaikka hitaiden nopeuksien hiukkaset lisääntyivät dramaattisesti, niitä ei nähty hiukan suuremmalla nopeudella tutkijoiden mielestä lopetusisku aiheuttavan.
Vahvin todiste maahantuloa vastaan on Voyagerin havainto, että magneettikenttä ei kasvanut tänä aikana. Teoreettisten mallien mukaan tämän on tapahduttava aina, kun aurinkotuuli hidastuu. Kuvittele valtatie, jolla on kohtalainen liikenne. Jos jokin ajaa kuljettajia hidastamaan, esimerkiksi vesimallin, autot kasaantuvat - niiden tiheys kasvaa. Samalla tavalla auringon tuulen kantaman magneettikentän tiheys (intensiteetti) kasvaa, jos aurinko tuuli hidastuu.
”Voyager 1: n magneettikenttähavaintojen analyysi loppuvuodesta 2002 osoittaa, että se ei tullut etäisen heliosfäärin uudelle alueelle ylittäessään pääteiskun. Pikemminkin magneettikentätiedoilla oli ominaisuuksia, joita voidaan odottaa perustuen monien vuosien aikaisempiin havaintoihin, vaikka havaittujen energiahiukkasten intensiteetti on epätavallisen suuri ”, Burlaga sanoi.
Ryhmät ovat yhtä mieltä siitä, että Voyager 1 on nähnyt uuden ilmiön: kuuden kuukauden jakson, jolloin vähän energiaa kuluttavia hiukkasia oli erittäin runsaasti ja ne virtaavat pois auringosta. Epätavallisen ajanjakson päätyttyä molemmat ovat yhtä mieltä siitä, että Voyager 1 oli takaisin aurinkotuulessa, joten jos tämä oli väliaikainen kulku päästöiskun jälkeen, sokki nähdään uudelleen, todennäköisesti seuraavien parin vuoden aikana. Lopuksi havainnot osoittavat, että päättymisisku on paljon monimutkaisempi kuin kukaan ajatteli.
Alkuperäisissä matkoissaan Jupiteriin ja Saturnukseen Voyager 1 ja sisar-avaruusalus Voyager 2 oli tarkoitettu avaruuden alueille, joilla aurinkopaneelit eivät olisi toteutettavissa, joten kukin varustettiin kolmella radioisotooppisilla termosähkögeneraattoreilla tuottamaan sähkövoimaa avaruusalusten järjestelmille ja välineille. Toimien edelleen kauko-, kylmissä ja pimeissä olosuhteissa 26 vuotta myöhemmin, Voyagers on pitkäaikainen velkaa näille energiantuotannossa toimiville generaattoreille, jotka tuottavat sähköä plutoniumdioksidin luonnollisen hajoamisen aiheuttamasta lämmöstä.
Voyagereita rakensi NASA: n Jet Propulsion Laboratory (JPL) Pasadena, Kalifornia, joka jatkaa molempien avaruusalusten käyttöä 26 vuotta niiden laukaisun jälkeen. Avaruusaluksia ohjataan ja niiden tiedot palautetaan NASA: n Deep Space Network (DSN) -järjestelmän kautta, joka on myös JPL: n ylläpitämä maailmanlaajuinen avaruusalusten seurantajärjestelmä. Voyager-projektipäällikkö on Ed Massey JPL: stä. Voyager-projektitutkija on tohtori Edward Stone Kalifornian teknillisestä instituutista.
Alkuperäinen lähde: NASA: n lehdistötiedote
