W kosmicznie historycznym ogłoszeniu NASA mówi, że najodleglejszy obiekt stworzony przez człowieka - statek kosmiczny Voyager 1 - znajduje się w przestrzeni międzygwiezdnej, przestrzeni między gwiazdami. Dokonał przejścia około roku temu.
"Zrobiliśmy to!" powiedział uśmiechnięty dr Ed Stone, naukowiec projektu Voyagera od ponad 40 lat, przemawiając dzisiaj na odprawie. „I zrobiliśmy to, póki wciąż mieliśmy dość mocy, aby przesyłać dane z tego nowego regionu kosmicznego”.
Chociaż istnieje pewna dyskusja na temat semantyki, czy Voyager 1 jest nadal w naszym Układzie Słonecznym, czy poza nim (nie jest on dalej niż Chmura Oorta - dotarcie do chmury Oort zajmie jeszcze 300 lat, a statek kosmiczny jest bliżej do naszego Słońca niż jakakolwiek inna gwiazda) środowisko plazmy, przez które teraz podróżuje Voyager 1 zdecydowanie zmieniło się z tego, co pochodzi z naszego Słońca, na plazmę obecną w przestrzeni między gwiazdami.
Odbyła się także niedawna debata na temat tego, czy Voyager naprawdę był w Układzie Słonecznym, czy poza nim - debata między najnowszymi artykułami naukowymi a ich autorami. (Więcej o tym później…)
Ale Stone mówi teraz jasno: dowód 1 dokonał przejścia.
„Ten wniosek jest możliwy z instrumentu fali plazmowej statku kosmicznego” - powiedział Stone. „36-letnia sonda płynie teraz przez nieznane wody nowego kosmicznego morza i zabrała nas w podróż”.
36-letnia, 13 miliardowa podróż Voyagera 1 rozpoczęła się w 1977 roku.
Naukowcy sądzili, że gdy statek kosmiczny przejdzie w przestrzeń międzygwiezdną, kierunek pola magnetycznego zmieni się. Okazało się jednak, że tak się nie stało, a naukowcy zdecydowali, że zamiast tego powinni przyjrzeć się właściwościom plazmy.
Heliosfera Słońca jest wypełniona jonizowaną plazmą od Słońca. Poza tym bąblem plazma pochodzi z eksplozji innych gwiazd miliony lat temu. Główną różnicą między ogonem jest to, że plazma międzygwiezdna jest gęstsza.
Niestety, prawdziwy instrument, który został zaprojektowany, aby pomiary rzucić plazmę działały w latach 80., więc naukowcy potrzebowali innego sposobu pomiaru środowiska plazmy statku kosmicznego, aby ostatecznie ustalić jego lokalizację.
Zamiast tego użyli instrumentu fali plazmowej, umieszczonego na 10-metrowych antenach na Voyagerze 1 i nieoczekiwanego „daru” od Słońca, masywnego Coronal Mass Ejection.
Anteny mają odbiorniki radiowe na końcach - „jak uszy królika na starych telewizorach” - powiedział Don Gurnett, który kierował zespołem naukowym zajmującym się falą plazmową na University of Iowa. CME wybuchło ze Słońca w marcu 2012 roku i ostatecznie dotarło do lokalizacji Voyagera 1 13 miesięcy później, w kwietniu 2013 roku. Z powodu CME plazma wokół statku kosmicznego zaczęła wibrować jak struna skrzypiec.
Skok oscylacji pomógł naukowcom określić gęstość plazmy. Stone powiedział, że poszczególne oscylacje oznaczają, że statek kosmiczny był skąpany w plazmie ponad 40 razy gęstszy niż w zewnętrznej warstwie heliosfery.
„Teraz, gdy mamy nowe, kluczowe dane, uważamy, że jest to historyczny skok ludzkości w przestrzeń międzygwiezdną”, powiedział Stone, „Zespół Voyager potrzebował czasu, aby przeanalizować te obserwacje i je zrozumieć. Ale teraz możemy odpowiedzieć na pytanie, które wszyscy zadawaliśmy - „Czy już tam jesteśmy?” Tak, jesteśmy. ”
Zespół naukowy zajmujący się falami plazmowymi przejrzał swoje dane i znalazł wcześniejszy, słabszy zestaw oscylacji w październiku i listopadzie 2012 r. Z innych CME. Poprzez ekstrapolację zmierzonych gęstości plazmy z obu zdarzeń zespół ustalił, że Voyager 1 po raz pierwszy wszedł do przestrzeni międzygwiezdnej w sierpniu 2012 r.
„Dosłownie wyskoczyliśmy z fotela, gdy zobaczyliśmy te oscylacje w naszych danych - pokazały nam, że statek kosmiczny był w zupełnie nowym regionie, porównywalnym z tym, czego oczekiwano w przestrzeni międzygwiezdnej, i zupełnie innym niż w bańce słonecznej” - powiedział Gurnett . „Najwyraźniej przeszliśmy przez heliopauzę, która jest długo hipotetyczną granicą między plazmą słoneczną a plazmą międzygwiezdną.”
Nowe dane plazmy sugerują ramy czasowe zgodne z nagłymi, trwałymi zmianami gęstości cząstek energetycznych, które zostały po raz pierwszy wykryte 25 sierpnia 2012 r.
W tym czasie Stone powiedział: „Z pewnością znajdujemy się w nowym regionie na skraju Układu Słonecznego, w którym wszystko szybko się zmienia. Ale nie jesteśmy jeszcze w stanie powiedzieć, że Voyager 1 wszedł w przestrzeń międzygwiezdną ”, dodając, że dane zmieniają się w sposób, którego zespół się nie spodziewał,„ ale Voyager zawsze zaskakiwał nas nowymi odkryciami ”.
Teraz, po dalszym przeglądzie, zespół Voyager ogólnie przyjmuje datę sierpnia 2012 r. Jako datę przybycia międzygwiezdnego. Zmiany naładowanych cząstek i plazmy były zgodne z oczekiwaniami podczas przekraczania heliopauzy. To potwierdza, że ostateczne wyniki nauki nie zawsze przychodzą szybko.
„Ciężka praca zespołu nad zbudowaniem trwałego statku kosmicznego i starannym zarządzaniem ograniczonymi zasobami statku kosmicznego Voyager spłaciła w pierwszej kolejności dla NASA i ludzkości” - powiedziała Suzanne Dodd, kierownik projektu Voyager, z NASA Jet Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornia. przyrządy do badań pól i cząstek na Voyagerze będą nadal przesyłać dane przynajmniej do 2020 roku. Nie możemy się doczekać, aby zobaczyć, co instrumenty Voyagera pokażą nam dalej o kosmosie. ”
Pojawiały się pytania o tym, czy Voyager 1 był w Układzie Słonecznym, czy poza nim. Jak powiedzieliśmy, po raz pierwszy został przesłuchany w sierpniu 2012 r., A więcej spekulacji w grudniu 2012 r., A następnie w marcu 2013 r. Artykuł Williama Webbera i F.B. McDonald twierdził, że Voyager 1 opuścił Układ Słoneczny w grudniu ubiegłego roku, ale Stone uparł się, że dane nie są jeszcze pozytywne. Około miesiąc temu Marc Swisdak z University of Maryland opublikował artykuł mówiący, że Voyager 1 był poza Układem Słonecznym, ale w tym momencie Ed Stone i zespół Voyager wydali oświadczenie, w którym stwierdzili, że nadal dokonują tej determinacji.
Dzisiaj Gurnett ujawnił, że czas wszystkich naukowców będących w „oficjalnej” umowie był opóźniony z powodu terminu przeglądu prac naukowych. „Nasz artykuł został przesłany na miesiąc przed ich, właśnie przeszli cykl recenzji przed naszym”, powiedział. „Ale ich był w zasadzie artykuł teoretyczny.”
Voyager 1 i jego bliźniak, Voyager 2, zostały wystrzelone w odstępie 16 dni w 1977 roku. Losowe zestrojenie planetarne, które zdarza się tylko co 176 lat, pozwoliło obu statkom kosmicznym połączyć się i dotrzeć do wszystkich planet zewnętrznych w ciągu 12 lat. Oba statki kosmiczne latały przez Jowisza i Saturna. Voyager 2 latał także przez Urana i Neptuna. Voyager 2, wystrzelony przed Voyager 1, jest najdłuższym statkiem kosmicznym o stałej długości. To jest około 9,5 miliarda mil (15 miliardów kilometrów) od naszego Słońca.
Kontrolerzy misji Voyager nadal rozmawiają lub odbierają dane z Voyager 1 i Voyager 2 każdego dnia, chociaż emitowane sygnały są obecnie bardzo słabe, około 23 watów - moc żarówki lodówki. Zanim sygnały dotrą na Ziemię, stanowią ułamek miliarda miliardów watów. Dane z instrumentów Voyager 1 są przesyłane na Ziemię zwykle z prędkością 160 bitów na sekundę i rejestrowane przez 34- i 70-metrowe stacje NASA Deep Space Network. Podróżując z prędkością światła, sygnał z Voyagera 1 potrzebuje około 17 godzin na podróż na Ziemię. Po przesłaniu danych do JPL i przetworzeniu przez zespoły naukowe dane Voyager są publicznie dostępne.
„Voyager śmiało poszedł tam, gdzie wcześniej nie dotarła żadna sonda, oznaczając jedno z najważniejszych osiągnięć technologicznych w annałach historii nauki i dodając nowy rozdział w ludzkich snach naukowych i staraniach” - powiedział John Grunsfeld, zastępca administratora NASA w nauka w Waszyngtonie. „Być może niektórzy przyszli odkrywcy kosmosu złapią Voyagera, naszego pierwszego wysłannika międzygwiezdnego, i zastanowią się, w jaki sposób ten nieustraszony statek kosmiczny pomógł im w podróży.”
Naukowcy nie wiedzą, kiedy Voyager 1 dotrze do niezakłóconej części przestrzeni międzygwiezdnej, na którą nie ma wpływu nasze Słońce. Nie są również pewni, kiedy Voyager 2 ma przedostać się do przestrzeni międzygwiezdnej, ale wierzą, że nie jest bardzo daleko w tyle.
„W pewnym sensie to dopiero początek. Wchodzimy teraz w całkowicie obce środowisko, a to, co Voyager odkryje, jest naprawdę nieznane ”- powiedział Gary Zank z Wydziału Nauk Kosmicznych Uniwersytetu Alabama w Huntsville podczas dzisiejszej konferencji prasowej.
Podczas gdy Voyager 1 będzie kontynuował, nie zawsze będziemy w stanie się z nim komunikować, tak jak teraz. W 2025 r. Wszystkie instrumenty zostaną wyłączone, a zespół naukowy będzie mógł obsługiwać statek kosmiczny przez około 10 lat, aby uzyskać tylko dane inżynieryjne. Voyager 1 zmierza w kierunku konstelacji Ophiuchus. W roku 40 272 AD, Voyager 1 nadejdzie w odległości 1,7 roku świetlnego od niejasnej gwiazdy w gwiazdozbiorze Ursa Minor (Mały Niedźwiedź lub Mały Wóz) o nazwie AC + 79 3888. Będzie krążył wokół gwiazdy i krążył wokół środka Droga Mleczna, prawdopodobnie przez miliony lat.
Czytaj więcej: NASA, JPL
