Глаза всего мира могут быть прикованы к Марсу, где только на прошлой неделе вертолет Ingenuity совершил полет, а марсоход Perseverance добыл кислород. Но дальше — намного дальше - "Вояджер-1", один из старейших космических зондов и самый удаленный от Земли объект, созданный Человеком, все еще занимается наукой.
Зонд находится в четвертом десятилетии своей миссии, и он не приближался к планете с тех пор, как пролетел мимо Сатурна в 1980 году. Но даже когда он дрейфует все дальше и дальше от тускнеющего солнца, он все равно отправляет информацию обратно на Землю, как недавно сообщили ученые в Astrophysical Journal.
На протяжении десятилетий "Вояджер" удалялся со скоростью около 11 миль (17 километров) каждую секунду. Каждый год он проходит еще 3,5 а.е. (расстояние между Землей и Солнцем) от нас. Теперь он отправляет сообщения домой, даже когда готовится покинуть эту солнечную систему.
Есть несколько способов подумать о "краю солнечной системы". Одна из них - пограничная область, называемая гелиопаузой. Это граница, где солнечный ветер (смесь заряженных частиц, постоянно выбрасываемых солнцем) слишком слаб, чтобы удерживать межзвездную среду - плазму, пыль и излучение, которые заполняют большую часть пространства.
По словам Билла Курта, астрофизика из Университета Айовы, который работал с "Вояджером-1" еще до его запуска, когда "Вояджер-1" покинул Землю в 1977 году, никто не был уверен, где находится гелиопауза. Некоторые ученые тогда даже думали, что гелиопауза была близка к 10 или даже 5 а.е. вокруг орбит Юпитера, который "Вояджер-1" прошел в 1979 году, или Сатурна.
На самом деле гелиопауза находится на расстоянии около 120 а.е. Мы знаем это отчасти потому, что "Вояджер-1" пересек гелиопаузу в августе 2012 года, спустя целых три с половиной десятилетия после того, как покинул Землю. Это хорошо и по-настоящему помещает зонд в межзвездное пространство.
Здесь пространство заполнено межзвездной средой, но вы не увидите ее очень много. Куб воздуха на уровне моря на Земле содержит более чем в триллион раз больше молекул, чем куб равного размера даже самых плотных частей межзвездной среды. Регион, который пересекает "Вояджер-1", все еще разрежен. И по большей части все тихо.
Но каждые несколько лет, когда "Вояджер-1" записывает все больше данных о плазме и пыли здесь, он что-то находит. Например, в 2012 году и снова в 2014 году "Вояджер-1" испытал шок. По словам Курта, то, что "Вояджер-1" зафиксировал, было магнитным всплеском, сопровождавшимся выбросом энергичных электронов, которые вызвали интенсивные, колеблющиеся электрические поля. Эти толчки являются наиболее отдаленными последствиями солнца, распространяющимися наружу даже после гелиопаузы.
То, с чем "Вояджер-1" столкнулся в 2020 году, было очередным скачком напряженности магнитного поля, но без этих интенсивных электрических колебаний. Ученые вместо этого думают, что это фронт давления, гораздо более тонкое возмущение, выходящее в межзвездную среду. "Вояджер-1" ранее сталкивался с чем-то подобным в 2017 году.
По словам Джона Ричардсона, астрофизика из Массачусетского технологического института, который не был автором статьи, это последнее открытие показывает, что "Вояджер-1" все еще способен удивлять ученых. Обычно, по его словам, зонд должен был бы испытать удар в окружающей плазме, чтобы измерить ее плотность. Но с такими наблюдениями, как это, ученые нашли способ использовать "Вояджер-1" для постоянного мониторинга этой плотности - на расстоянии более 13 миллиардов миль от нас.
Ричардсон также говорит, что результаты показывают, что "Вояджер-1" продолжает ощущать щупальца Солнца за миллиарды миль после гелиопаузы. “Солнце по-прежнему оказывает значительное влияние, - говорит он, - далеко за пределами гелиосферы”.
Между тем, "Вояджер-1" все еще находится в пределах гравитационного воздействия Солнца. Ученые ожидают, что примерно через 300 лет "Вояджер-1" начнет входить во внутренний край облака Оорта, этого слоя комет, который простирается на несколько световых лет.
На самом деле мы никогда не видели доказательств облака Оорта, но, к сожалению, "Вояджер-1", скорее всего, не сможет его раскрыть. Зонд буквально живет в заемное время. Плутоний-238, радиоизотоп, который питает генератор зонда, имеет период полураспада около 88 лет.
В результате "Вояджер-1" начинает терять топливо. Ученым уже приходится выбирать, какие части зонда они должны поддерживать в рабочем состоянии. К середине 2020-х годов вполне вероятно, что зонд не сможет питать ни один прибор.
Тем не менее, такие ученые, как Курт, надеются, что смогут продлить срок службы зонда до 2027 года, 50-летия его запуска. По словам Курта, это важная веха, которую никто из конструкторов "Вояджера-1" не мог предвидеть.
Автор: Рахул Рао - бывший стажер и научный сотрудник журнала Popular Science с начала 2021 года. Он охватывает физику, космос, технологии и их пересечения друг с другом и все остальное.
