Космический аппарат
Вояджер-1 может уже в следующем году уйти из Солнечной системы и оказаться в межзвездном пространстве. Анализ новых данных показал, что это может произойти практически в любой момент и в любом случае намного раньше, чем предполагалось. Зонд, находящийся на расстоянии около 11.7 километров от Земли вошел в так называемую переходную зону. Данные, полученные впервые еще в декабре 2010 года при помощи прибора, регистрирующего низкоэнергетические заряженные частицы, показали, что скорость частиц, летящих от
Солнца, упала до нуля. Стагнация солнечного ветра продолжилась как минимум до февраля 2011 года. Это и позволило ввести на границе Солнечной системы новую зону, названную переходной. Эти данные, совместно с результатами наблюдений зонда Кассини, позволяют заключить, что Вояджер скоро окажется там, где еще ни разу не было созданного руками человека объекта – в межзвездном пространстве. И окажется он там на несколько лет раньше, чем предполагалось.
«Возможно, к концу 2012 года мы уже будем во Вселенной», – говорит первый автор публикации в журнале «Nature», посвященной этому вопросу, Стаматиос Кримигис из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса.
Сфера влияния нашего Солнца, состоящая из солнечной плазмы и солнечного магнитного поля, называется гелиосферой. Размеры этой огромной области примерно в три раза больше, чем орбита Плутона. Вне этой области притяжением солнца можно пренебречь по сравнению с притяжением других объектов. Во внешней части области влияния находится гелиосферная мантия. Она начинается на расстоянии около 800-100 а.е. от Солнца. Форма мантии не сферическая, вытянутая. Толщина ее со стороны набегающего межзвездного ветра меньше, чем с противоположной. Мантия вытянута по направлению движения Солнца. Текущая задача обоих аппаратов Вояджер состоит именно в ее изучении. За гелиосферной мантией лежит гелиопауза. Это граница, на которой окончательно тормозится солнечный ветер. В результате происходит перемешивание солнечного ветра с межзвездным веществом, которое он уже не может оттеснять. Эта демаркационная линия между солнечной системой и межзвездным пространством пока была предсказана только теоретически.
Вояджеры в настоящий момент проходят гелиосферную мантию. Недавно Вояджер-1 вошел в ранее неизвестную зону мантии. В этой области скорость солнечного ветра практически равна нулю. Его скорость, равная 209000 км/ч в августе 2007 года упала до нуля к апрелю 2010 и с тех пор не изменялась. Это не значит, что в этой области вовсе нет солнечного ветра. Скорее он «раздувается» в разные стороны мощным межзвездным ветром. Это открытие было впервые обнародовано в декабре 2010 года, а теперь опубликовано после более детального исследования с привлечением новых данных.
Природа и размеры «переходной зоны» могут явиться неожиданностью для многих ученых, которые предсказывали существование относительно узкой области, разделяющей гелиосферную мантию и межзвездное пространство. «Это противоречит всем теоретическим моделям, построенным к настоящему моменту, – сказал Кримигис. – Никто не предполагал, что мы пройдем через эту область нулевой скорости».
Для того, чтобы определить, насколько далеко должен отлететь Вояджер, чтобы покинуть Солнечную систему, были использованы данные зонда Кассини, изучающего Сатурн. Ученые проанализировали измерения потока нейтральных атомов от гелиосферной мантии. Эта информация, совместно с измерениями заряженных частиц Вояджером, позволила предположить, каковы размеры мантии и где находится гелиопауза. Группа ученых под руководством Кримигиса сумела сделать оценку расстояния до межзвездного пространства – около 18.2 миллиардов км от Земли. Таким образом, Вояджер уже практически долетел до него. Поскольку зонд проходит около 531 миллиона километров в год, он может покинуть пределы Солнечной системы уже в следующем году, тогда как раньше считалось, что это произойдет только в 2015 году.
Однако, этот результат не является совершенно надежным. В расчетах присутствует некоторая неопределенность. На самом деле, гелиопауза может находится на расстоянии от 16.1 до 22.5 миллиардов км от Земли. «Это может случиться в любой момент, но может быть, и через несколько лет», – сказал Эд Стоун, один из авторов работы. Так что ученые, без сомнения, будут изучать данные Вояджера в течение ближайших лет и месяцев в поиске подтверждения того, Вояджер покинул гелиопаузу. «Думаю, мы узнаем, когда это произойдет, – сказал Стоун. – Направление, а скорее всего, и величина магнитного поля изменятся при этом».
Другим индикатором, по словам Кримигиса, будет внезапное уменьшение плотности высокоэнергетических частиц, которых много в мантии, и увеличение числа низкоэнергетических частиц, которых много в межзвездном пространстве. В любом случае Вояджеру должно хватить энергии до выхода в межзвездное пространство. Радиоизотопный термоэлектрический генератор должен проработать как минимум до 2020 года.
Основной задачей обоих Вояджеров было изучение Юпитера, Сатурна и их лун. В течение первых 12 лет работы они полностью оправдали свое создание, собрав значительное количество ценной информации. Когда планетарная часть миссии Вояджеров завершилась, они продолжили свою работу. Сейчас, почти 34 года спустя после запуска, они продолжают собирать ценнейшие сведения.
