Voyager 1 je jediný umelo vyrobený objekt známy tým, že sa vymanil z „kozmického domova“svojich tvorcov - slnečnej sústavy. A minimálne dvakrát. Kde je teraz? Technicky stále v ňom.
Prvé senzačné správy o tom, že robotická sonda Voyager 1, ktorú NASA vypustila v roku 1977 na prieskum Jupitera a Saturnu, opustili slnečnú sústavu, sa objavili v marci 2013.
Americká geofyzikálna únia (AGU), nezisková spoločnosť zaoberajúca sa prieskumom Zeme a vesmíru, vydala tlačovú správu s odvolaním sa na náhle zmeny kozmického žiarenia.
Len o pár hodín neskôr, po komentároch vedcov NASA, ktorí priamo pracovali na projekte, že nič také nemôžu tvrdiť, experti AGU ustúpili. Revidovali tlačovú správu, aby naznačili, že kozmická loď „vstúpila do novej vesmírnej oblasti“, a pripustili, že sa snažia urobiť závery svojich pozorovaní zrozumiteľnými pre širokú verejnosť.
Podobné správy sa objavovali ešte niekoľkokrát každých pár mesiacov, až o šesť mesiacov neskôr špecialisti NASA skutočne potvrdili všetky predchádzajúce výroky. Napokon bolo oficiálne oznámené, že sonda vstúpila do medzihviezdneho priestoru o rok skôr - 25. augusta 2012.
Médiá si opäť nemohli odoprieť významné titulky, ktoré Voyager opustil slnečnú sústavu - a nemýlili sa úplne. V materiáloch NASA však stále neexistujú také odvážne vyhlásenia - navyše sa podľa nich nikto z nás nedožije chvíle, keď sa to nepochybne stane realitou.
Kde končí slnečná sústava?
Propagačné video:
Ako vždy, aj toto je otázka terminológie - všetko závisí od toho, čo konkrétne sa považuje za slnečnú sústavu.
V obvyklom zmysle sa skladá z ôsmich planét otáčajúcich sa okolo našej hviezdy (Merkúr, Venuša, Zem, Mars, Jupiter, Saturn, Urán a Neptún), ich satelitov, pásu asteroidov (medzi dráhami Marsu a Jupitera), mnohých komét, ako aj Kuiperovho pásu …
Obsahuje hlavne malé telesá, ktoré zostali po formovaní slnečnej sústavy, a niekoľko trpasličích planét (vrátane Pluta, ktoré bolo pred viac ako desiatimi rokmi degradované do tejto kategórie z bežných planét). Kuiperov pás je v podstate podobný pásu asteroidov, ale svojou veľkosťou a hmotnosťou je oveľa väčší ako tento pás.
Pre predstavu rozsahu tejto časti slnečnej ríše je obvyklé používať astronomické jednotky (au) - jedna jednotka sa rovná približnej vzdialenosti od Zeme po Slnko (asi 150 miliónov km alebo 93 miliónov míľ).
Posledná planéta, Neptún, je vo vzdialenosti asi 30 AU od hviezdy. Až po Kuiperov pás - 50 AU.
Pridajte k tomu niečo viac ako 70 astronomických jednotiek - a dostávame sa k prvej podmienenej hranici slnečnej sústavy, ktorú Voyager prekročil - vonkajšej hranici heliosféry.
Všetky vyššie uvedené - planéty, Kuiperov pás a priestor za ním - sú ovplyvnené slnečným vetrom - nepretržitým prúdom nabitých častíc (plazma) vychádzajúcich zo slnečnej koróny.
Tento konštantný vietor vytvára akúsi pretiahnutú bublinu okolo našej sústavy, ktorá „vytláča“medzihviezdne médium a nazýva sa heliosféra.
Keď sa vzďaľujú od Slnka, rýchlosť nabitých častíc klesá, pretože narážajú na čoraz väčšiu opozíciu - nápor medzihviezdneho média, pozostávajúceho hlavne z oblakov vodíka a hélia, ako aj ťažších prvkov ako uhlík a prach (len asi 1%).
Keď slnečný vietor prudko spomalí a jeho rýchlosť bude nižšia ako rýchlosť zvuku, prichádza prvá hranica heliosféry, ktorá sa nazýva hranica rázovej vlny (v angličtine - terminačný šok). Voyager 1 ju prešiel ešte v roku 2004 (jej dvojča Voyager 2 to urobil v roku 2007) a vstúpil tak do oblasti zvanej heliosheath, akýsi „vestibul“slnečnej sústavy. V priestore helioshieldu začne slnečný vietor interagovať s medzihviezdnym médiom a ich tlak na seba je vyrovnaný.
Ako sa však posúvame ďalej, sila slnečného vetra začína ešte viac slabnúť a nakoniec sa úplne poddá vonkajšiemu prostrediu - táto podmienená vonkajšia hranica sa nazýva heliopauza. Po prekonaní v auguste 2012 vstúpil Voyager 1 do medzihviezdneho priestoru a - ak vezmeme ako hranice najhmatateľnejší vplyv slnečného vetra - opustil slnečnú sústavu.
Ale v skutočnosti podľa všeobecne uznávaného výkladu vo vedeckej komunite sonda ešte nedokončila polovicu cesty.
Ako vedci vedeli, že Voyager 1 prekročil heliopauzu?
Pretože Voyager skúma predtým neprebádané priestory, je skutočnou výzvou prísť na to, kde presne sa nachádza.
Vedci sa musia spoľahnúť na údaje, ktoré sonda prenáša na Zem pomocou signálov.
„V medzihviezdnom priestore ešte nikto nikdy nebol, takže je to ako cestovať s neúplnými sprievodcami,“vysvetlil výskumník projektu Voyager 1 Ed Stone.
Keď informácie prijaté zo zariadenia začali naznačovať zmenené prostredie okolo, vedci najskôr začali hovoriť o tom, že Voyager bol blízko vstupu do medzihviezdneho priestoru.
Najjednoduchším spôsobom, ako zistiť, či zariadenie prekročilo hranicu, je meranie teploty, tlaku a hustoty plazmy obklopujúcej sondu. Avšak zariadenie schopné vykonávať také merania prestalo na Voyageru fungovať ešte v roku 1980.
Špecialisti sa museli zamerať na ďalšie dva prístroje: detektor kozmického žiarenia a prístroj na plazmové vlny.
Zatiaľ čo prvé periodicky zaznamenávali zvýšenie hladiny kozmických lúčov galaktického pôvodu (a pokles hladiny slnečných častíc), bolo to práve zariadenie plazmových vĺn, ktoré dokázalo presvedčiť vedcov o umiestnení prístroja - vďaka takzvaným výronom koronálnych hmôt, ktoré sa vyskytujú na našej hviezde.
Počas rázovej vlny nasledujúcej po vysunutí na Slnko prístroj zaznamenal oscilácie plazmových elektrónov, pomocou ktorých bolo možné určiť jeho hustotu.
"Táto vlna spôsobuje, že plazma zvoní," vysvetlil Stone. „Zatiaľ čo prístroj s plazmovými vlnami nám umožňoval merať frekvenciu tohto zvonenia, detektor kozmického žiarenia ukázal, odkiaľ zvonenie pochádza - z emisií na Slnku.“
Čím vyššia je hustota plazmy, tým vyššia je frekvencia oscilácií. Vďaka druhej vlne na účet Voyageru sa vedcom v roku 2013 podarilo zistiť, že sonda preletela plazmou už viac ako rok, ktorej hustota je 40-krát vyššia ako pri predchádzajúcich meraniach. Zvuky zaznamenané Voyagerom - zvuky medziplanetárneho prostredia - je možné počuť na videu nižšie.
"Čím ďalej sa Voyager pohybuje, tým vyššia je hustota plazmy," povedal Ed Stone. "Je to preto, že medzihviezdne médium je hustejšie, keď sa vzďaľujete od heliosféry, alebo je to výsledok samotnej rázovej vlny [zo slnečnej erupcie - BBC]?" Zatiaľ to nevieme. “
Tretia vlna zaznamenaná v marci 2014 ukázala nevýznamné zmeny v plazmatickej hustote v porovnaní s predchádzajúcimi, čo potvrdzuje prítomnosť sondy v medzihviezdnom priestore.
Voyager 1 sa teda dostal z najviac „husto osídlenej“časti slnečnej sústavy a teraz je vzdialený 137 astronomických jednotiek, teda 20,6 miliárd kilometrov od Zeme. Môžete ho sledovať tu.
Kedy teda konečne nadobro opustí systém? Podľa výpočtov NASA asi za 30 tisíc rokov.
Faktom je, že Slnko, ktoré v sebe hromadí drvivú časť hmotnosti celej sústavy - 99%, šíri svoj gravitačný vplyv ďaleko za Kuiperov pás a dokonca až po heliosféru.
Voyager by sa mal zhruba o 300 rokov stretnúť s Oortovým mrakom - hypotetickou (pretože ju nikto nikdy nevidel a vedci o nej majú iba teoretickú predstavu) sférickú oblasť obopínajúcu slnečnú sústavu.
V ňom „naživo“priťahuje našu hviezdu, hlavne ľadové objekty pozostávajúce z vody, amoniaku a metánu - tie sa podľa vedcov pôvodne formovali oveľa bližšie k Slnku, ale potom ich gravitácia obrovských planét odhodila na okraj systému. Trvá tisíce rokov, kým sa otočia okolo nás. Predpokladá sa, že niektorým z týchto objektov sa podarí dostať späť - a potom si ich všimneme vo forme komét.
Poslednými príkladmi sú kométy C / 2012 S1 (ISON) a C / 2013 A1 (McNaught). Prvý sa rozpadol po prechode Slnka, druhý prešiel blízko Marsu a opustil vnútornú oblasť systému.
Hypotetická hranica Oortovho mraku je poslednou hranicou slnečnej sústavy - hranicou gravitačnej sily našej hviezdy alebo Hillovej sféry.
Mimo Oortovho mraku nie je nič - iba svetlo vychádzajúce zo Slnka a podobných hviezd.
O pár rokov začnú vedci postupne vypínať prístroje Voyager 1. Očakáva sa, že posledná menovaná bude odstavená okolo roku 2025, potom sonda pošle dáta na Zem ešte niekoľko rokov, kým bude v tichosti pokračovať na svojej ceste.
Trvá asi dva roky, kým sa slnečné svetlo pohybuje najvyššou rýchlosťou, akú poznáme, až k hranici sféry Hill. Trvá asi štyri roky, kým sa k nám priblíži najbližšia hviezda - Proxima Centauri. Voyager, ak by sa k nemu jeho cesta dostala, by trval viac ako 73 tisíc rokov.
Misia Voyager
- Napriek názvu bol Voyager 2 uvedený na trh ako prvý 20. augusta 1977. Voyager 1 bol uvedený na trh 5. septembra toho istého roku
- Oficiálnou misiou sond bolo štúdium Jupitera a Saturnu
- Zariadeniam sa podarilo študovať a fotografovať Jupiter, Saturn, Urán a Neptún a ich satelity, ako aj uskutočniť jedinečné štúdie systému Saturnových prstencov a magnetických polí obrovských planét.
- Voyager 1 sa potom vydal na svoju „medzihviezdnu misiu“a stal sa najvzdialenejším objektom od Zeme, ktorého sa človek dotkol. Teraz má za úlohu študovať heliopauzu a prostredie mimo vplyvu slnečného vetra. Voyager 2 by mal v najbližších rokoch prekonať aj heliopauzu
"Obaja Voyageri majú na palube takzvané Zlaté záznamy so zvukovými a obrazovými záznamami." Reprodukovali mapu pulzarov so značkou polohy Slnka v Galaxii - pre prípad, že by nás chcel nájsť ten, kto to objavil. Odborníci navyše do nahrávok zahrnuli všetko, čo podľa ich názoru musia predstavitelia mimozemského života vedieť o ľudstve: fotografie, pozdravy v 55 jazykoch vrátane starogréčtiny, telugčiny a kantončiny, zvuky suchozemskej prírody (sopky a zemetrasenia, vietor atď.) dážď, vtáky a šimpanzy, ľudské kroky, tlkot srdca a smiech), ako aj hudobné diela - od Bacha a Stravinského po Chucka Berryho a Slepého Willieho Johnsona a tradičné chorály.
Polina Romanova