В ноябре 2018 года, после более чем 40 лет полета, Вояджер-2 пересек границу влияния Солнца и вышел в межзвездное пространство. Но его миссия на этом не закончилась — он продолжает присылать нам данные о пространстве за пределами Солнечной системы.
И чем дальше Вояджер-2 удаляется от Солнца, тем плотнее становится космос. Его коллега, Вояджер-1, который вышел в межзвездное пространство в 2012 году, тоже засек изменение плотности вокруг себя.
Новые данные с Вояджера-2 не только подтверждают, что в данных Вояджера-1 не было ошибки, но и наводят на мысль, что повышение плотности может быть масштабной особенностью ближайшего к нам межзвездного пространства.
У Солнечной системы несколько границ. На границе ударной волны резко замедляется солнечный ветер (граница синей области на иллюстрации выше). В гелиопаузе, границе гелиосферы, происходит окончательное торможение солнечного ветра — постоянного сверхзвукового потока ионизированной плазмы, которая разлетается от Солнца во всех направлениях.
За гелиопаузой начинается ближайшее межзвездное пространство, или VLIM (very local interstellar medium).
Гелиосфера — не совсем сфера. На самом деле она имеет, скорее, форму овала с “носом” по направлению нашего движения по Млечному пути и хвостом сзади. Оба Вояджера вышли из гелиопаузы в районе “носа”.
Вакуум космоса не настолько “чистый”, насколько мы привыкли его считать. Плотность материи там действительно очень низкая, но не нулевая. В Солнечной системе солнечный ветер обеспечивает плотность протонов и электронов около 3–10 частиц на кубический сантиметр. С отдалением от Солнца плотность падает.
По расчетам ученых, средняя плотность электронов в межзвездном пространстве Млечного пути составляет около 0,037 частицы на кубический сантиметр. А плотность снаружи нашей гелиосферы — около 0,002 электрона на кубический сантиметр.
Вояджер-1, вылетев за гелиопаузу, засек 0,055 электрона на куб. см. Вояджер-2 – 0,039 электрона ну куб. см. Но вскоре, еще через 3 миллиарда километров (20 а.е.), они оба сообщили о повышении плотности до 0,13 и 0,12 электрона на куб. см.
Для условий космического вакуума это значительное изменение.
Согласно одной теории, причина в линиях межзвездного магнитного поля, которые оборачиваются вокруг гелиопаузы. Это может создавать электромагнитную ионно-циклотронную неустойчивость, которая забирает плазму из области между полем и гелиопаузой. Вояджер-2 действительно засек более сильное магнитное поле, когда вышел из гелиосферы.
Согласно другой теории, причина в межзвездном ветре, который, достигая гелиопаузы, создает “пробку”. Именно ее, возможно, в 2018 году засек аппарат New Horizons, когда увидел слабое ультрафиолетовое свечение нейтрального водорода в гелиопаузе.
Возможно, оба объяснения верны.
Посмотрим, какие еще данные нам передадут Вояджеры. Хотя авторы статьи пишут, что “нет гарантий, что какой-либо из Вояджеров сможет работать достаточно долго, чтобы дать нам данные в пользу одной из этих теорий.”