През ноември 2018-а, след близо 41-годишно епично пътешествие, Вояджър 2“

През ноември 2018-а, след близо 41-годишно епично странствуване, „ Вояджър 2 “ най-сетне пресече границите, маркиращи края на слънчевото въздействие, и навлезе в междузвездното пространство. Мисията на тази дребна галактическа сонда обаче към момента не е завършила – сега тя изпраща информация към нас за пространството оттатък Слънчевата система. И данните са изненадващи – колкото повече „ Вояджър 2 “ се отдалечава от нашата звезда, толкоз по-голяма става плътността на Космоса.

Това не е първият път, в който е засечено сходно нарастване. „ Вояджър 1 “, който навлезе в междузвездното пространство през 2012-а, откри сходен плътностен градиент на друго място.

Новите данни на „ Вояджър 2 “ демонстрират, че откритието на „ Вояджър 1 “ освен, че е било законно, само че че и нарастването на плътността евентуално е нещо всекидневно в локалната междузвездна среда (VLIM).

Пределът на Слънчевата система може да се дефинира по няколко разнообразни граници, само че тази, която сондите „ Вояджър “ пресичат, е известна като хелиопауза и се обрисува от слънчевия вятър.

Това е непрекъснат свръхзвуков вятър от йонизирана плазма, който се отделя от Слънцето във всички направления. Хелиопаузата е там, където силата на този вятър е по-малка от нужната за изтласкването на междузвездния газ. Разстоянието до нея не е известно с акуратност и евентуално варира съгласно моментната скорост на слънчевия вятър и локалната компактност на междузвездната среда. Известно е сигурно, че местоположението ѝ е надалеч оттатък орбитата на Плутон.

Мястото в хелиопаузата се назовава хелиосфера, а пространството оттатък – VLIM. Хелиосферата обаче не е кръгла сфера. Тя по-скоро е овална – Слънчевата система е в единия ѝ край, а в другия има самобитна опашка; „ носът “ сочи към посоката на орбитата на Слънчевата система в Млечния път.

И двата галактически апарата пресичат хелиопаузата при носа, само че с разлика от 67 градуса във връзка с хелиографска височина и 43 градуса разлика по географска дължина.

По начало Космосът се преглежда като един вакуум, само че не е тъкмо подобен – не и в цялостния смисъл на тази дума. Плътността на материята е извънредно ниска, само че тя въпреки всичко съществува. В Слънчевата система междинната компактност на протоните и електроните в слънчевия вятър е от 3 до 10 частици на пространствен сантиметър. Колкото повече се отдалечаваме от Слънцето, толкоз по-малка става тя.

Това значи, че съгласно нашите калкулации плътността на електроните в междузвездната среда в Млечния път – някъде там, измежду звездите – е към 0.037 частици на пространствен сантиметър. А плътността на плазмата във външната хелиосфера е към 0.002 електрона на пространствен сантиметър.

След като сондите „ Вояджър “ пресичат хелиопаузата, техните принадлежности Plasma Wave Science засичат плътността на електроните на плазмата чрез осцилациите на плазмата.

„ Вояджър 1 “ прекосява хелиопаузата на 25 август 2012-а – на разстояние от 121.6 астрономически единици от Земята (т.е. 121.6 пъти дистанцията сред Земята и Слънцето или към 18.1 милиарда км).

Сондата мери осцилациите на плазмата за първи път на 23 октомври 2013-а – на 122.6 астрономически единици (18.3 милиарда км). Оказва се, че плътността на плазмата е 0.055 електрона на пространствен сантиметър.

„ Вояджър 2 “, която минава по много по-дълъг маршрут край Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, прекосява хелопаузата на 5 ноември 2018-а – на разстояние от 119 астрономически единици (17.8 милиарда км). Сондата мери осцилациите на плазмата на 30 януари 2019-а на разстояние 119.7 астрономически единици (17.9 млрд км) и открива, че плътността на електроните е 0.039 – стойност, доста близка до тази, измерена от „ Вояджър 1 “.

Инструментите и на двете сонди регистрират нарастване в плътността. След като изминава още 20 астрономически единици (2.9 милиарда км), „ Вояджър 1 “ нарастване с към 0.13 електрона на пространствен сантиметър.

Измерванията обаче, направени от „ Вояджър 2 “ през юни 2019-а, демонстрират доста по-рязко нарастване в плътността – с към 0.12 електрона на пространствен сантиметър (при разстояние от 124.2 астрономически единици или 18.5 милиарда км).

На фона на това, че плътността на електроните в плазмата при земното атмосферно налягане е 10 13 на пространствен сантиметър, сходно нарастване може и да наподобява дребно, само че все пак е задоволително огромно, че да провокира нашия интерес. Най-вече, тъй като на този стадий нямаме визия на какво се дължи.

Според една от теориите линиите на междузвездното магнитно поле се усилват оттатък хелиопаузата. Този облак генерира електромагнитна йонно-циклотронна неустойчивост, която се отразява директно на плазмата в района. Факт е, че „ Вояджър 2 “ при пресичането си на хелиопаузата е засякъл доста по-силно магнитно поле, в сравнение с сме очаквали.

Според друга доктрина скоростта на материала, изхвърлян от междузвездния вятър, се забавя при хелиопаузата и образува самобитно „ запушване “. Вероятно таман това е било засечено през 2018-а от сондата „ Нови хоризонти “, кръстосваща пространството оттатък Слънчевата система.  Тогава тя се натъква на неясно ултравиолетово зарево, което наподобява е резултат от натрупването на безпристрастен водород при хелиопаузата.

Възможно е, несъмнено, и двете теории да играят някаква роля. Междувременно и двете сонди „ Вояджър “ ще би трябвало да създадат спомагателни измервания. Това обаче несъмнено ще отнеме време.

Изследването е оповестено в The Astrophysical Journal Letters ..