"Вояджер-1" - один из двух космических аппаратов-близнецов, запущенных NASA 44 года назад, а теперь самый удаленный от Земли искусственный объект - все еще работает. Более того, его инструменты зафиксировали постоянный шум плазмы в межзвездной среде.
Космические зонды "Вояджер-1" и "Вояджер-2" продолжают предоставлять новые невероятные данные, хотя с момента завершения их основной миссии по изучению газовых гигантов в Солнечной системе прошло несколько десятилетий. Это единственные искусственные объекты, которые пересекли границы гелиосферы - защитного "пузыря" из частиц и магнитных полей, создаваемых нашим Солнцем - и вошли в межзвездное пространство, обеспечивая человечество уникальными данными.
Ученые Корнельского университета, анализируя данные, отправленные зондом "Вояджер-1" с расстояния почти 23 миллиарда километров, обнаружили непрерывный шум в межзвездной среде. Результаты их анализа опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Шум из-за пределов Солнечной системы
"Мы обнаружили слабый постоянный гул межзвездного газа". По словам Стеллы Кох Окер из Корнельского университета, он очень слабый и однообразный, потому что происходит в узком частотном диапазоне.
Поверхность нашего Солнца постоянно излучает солнечный ветер - поток плазмы, электрически заряженных частиц, в основном протонов, электронов и альфа-частиц. Солнечный ветер теряет скорость, и давление галактических ветров начинает перевешивать давление солнечного ветра на границе гелиосферы, известной как гелиопауза. Но солнечный ветер частично проникает через гелиопаузу в межзвездную среду.
Окер отметила, что этот тип анализа позволяет ученым понять, как межзвездная среда взаимодействует с солнечным ветром и как она формирует и модифицирует защитный "пузырь" гелиосферы Солнечной системы.
В августе 2012 года "Вояджер-1" прошел внешний край гелиосферы. "Вояджер-2" пересек гелиопаузу в ноябре 2018 года. Эти два аппарата дают человечеству первые прямые наблюдения за тем, как на самом деле выглядит пространство между звездами.
Межзвездный шум
После входа в межзвездное пространство системы зондов зарегистрировали возмущения в межзвездном газе. Однако даже так далеко от Солнца и даже за пределами досягаемости солнечного ветра наша звезда мешает исследованиям. Солнце "шумное", и его извержения могут заглушать условия окружающей среды. Но между извержениями ученые обнаружили постоянный шумовой отпечаток.
Авторы публикации полагают, что в межзвездном газе более низкая активность, чем предполагалось ранее. Не совсем понятно, чем вызвана эта активность; это могут быть термически индуцированные колебания плазмы или шум, создаваемый движением электронов в плазме, создающий локальное электрическое поле.
Что бы ни было причиной этого, открытие имеет несколько значений. Шум можно использовать для картографирования плотности плазмы, когда оба зонда продвигаются глубже в межзвездное пространство. Космическое пространство обычно считается пустотой, но это не так, по крайней мере, не полностью. В Солнечной системе солнечный ветер имеет среднюю плотность протонов и электронов от 3 до 10 частиц на каждый кубический сантиметр пространства, но это значение уменьшается с увеличением расстояния от Солнца. В предыдущих исследованиях ученые подсчитали, что средняя плотность пространства в Млечном Пути составляет около 0,037 частиц на кубический сантиметр.
Шум также можно использовать, как упоминалось ранее, для лучшего понимания взаимодействия между межзвездной средой и солнечным ветром. Мы знаем, что произошло увеличение электронной плотности по другую сторону гелиопаузы - это было обнаружено обоими зондами "Вояджер". Более подробная информация о плотности межзвездной среды может помочь нам понять, почему это так.
Обнаружение и постоянство излучения также предполагают, что "Вояджер" все еще сможет его обнаружить, предоставляя нам текущие показания, которые помогут нам понять турбулентность и крупномасштабную структуру межзвездной среды.
"У нас никогда не было возможности судить об этом. Теперь мы знаем, что нам не нужно случайное событие на Солнце для измерения межзвездной плазмы", - сказал Шами Чаттерджи из Корнельского университета. "Независимо от того, что происходит на Солнце, "Вояджер" будет продолжать присылать нам детали", - добавил он.
Миссия "Вояджер"
"Вояджер-1" был запущен с Земли в начале сентября 1977 года. Зонд "Вояджер-2" вылетел в космос 16 днями ранее, но "Вояджер-1" догнал близнеца и первым достиг края гелиосферы.
Зонды должны были изучить внешние планеты Солнечной системы. Вблизи Сатурна "Вояджер-2" изменил курс, чтобы пройти около Урана и Нептуна. Пока что это единственные близкие проходы мимо этих планет. Зонды "Вояджер-2" завершили свое путешествие к планетам и начали межзвездную миссию по достижению гелиопаузы в 1989 году.
В настоящее время зонды удалены от Земли более чем на 20 миллиардов километров. Передача данных с таких расстояний занимает более 21 часа. Обе структуры питаются от радиоизотопных термоэлектрических генераторов, которые с каждым годом генерируют все меньше энергии. По оценкам NASA, примерно к 2025 году генераторы больше не смогут обеспечивать достаточную мощность для работы аппаратов.
Источник: Корнельский университет