Dodano: 22 październik 2020r.

Sonda Voyager 2 wykryła wzrost gęstości przestrzeni kosmicznej poza Układem Słonecznym

W listopadzie 2018 roku, po epickiej, 41-letniej podróży, sonda Voyager 2 przekroczyła zewnętrzną krawędź heliosfery i weszła w przestrzeń międzygwiezdną. Ostatnie dane przesłane przez sondę ujawniły interesujące informacje o przestrzeni poza Układem Słonecznym. Dane zebrane przez statek kosmiczny wskazują, że w miarę jak Voyager 2 przemieszcza się coraz dalej od Słońca, gęstość przestrzeni kosmicznej rośnie.

Sonda Voyager 2 wykryła wzrost gęstości przestrzeni kosmicznej poza Układem Słonecznym

 

To nie pierwszy raz, kiedy wykryto wzrost gęstości materii w przestrzeni kosmicznej. Sonda Voyager 1, która weszła w przestrzeń międzygwiezdną w 2012 roku, wykryła podobny gradient gęstości, ale w innym miejscu przestrzeni kosmicznej. Nowe dane z sondy Voyager 2 pokazują, że pomiary wykonane przez sondę Voyager 1 były nie tylko prawidłowe, ale odnotowany wzrost gęstości może być cechą przestrzeni międzygwiezdnej.

Badania zostały opublikowane w „The Astrophysical Journal Letters”.

Przestrzeń kosmiczna poza heliosferą

5 listopada 2018 roku sonda Voyager 2 przekroczyła zewnętrzną krawędź heliosfery - ochronny „bąbel” cząstek i pól magnetycznych wytwarzanych przez nasze Słońce. Na granicy heliosfery, zwanej heliopauzą, wiatr słoneczny wytraca swoją prędkość, a ciśnienie wiatrów galaktycznych zaczyna przeważać nad ciśnieniem wiatru słonecznego. Granica ta znajduje się około 18 miliardów kilometrów od Słońca. Podobnie jak wcześniej sonda Voyager 1, jej bliźniacza konstrukcja wyszła poza heliosferę do tzw. ośrodka międzygwiazdowego.

Przestrzeń kosmiczna przez ogół jest uważana za próżnię, ale nią nie jest, przynajmniej nie do końca. Gęstość materii w przestrzeni kosmicznej jest niezwykle niska, ale jednak jest. W Układzie Słonecznym wiatr słoneczny ma średnią gęstość protonów i elektronów wynoszącą od 3 do 10 cząstek na każdy centymetr sześcienny przestrzeni, ale wartość ta zmniejsza się wraz ze wzrostem odległości od Słońca.

Naukowcy oszacowali, że średnia gęstość przestrzeni kosmicznej w Drodze Mlecznej wynosi około 0,037 cząstek na centymetr sześcienny.

Wzrost gęstość przestrzeni kosmicznej

Voyager 1 przekroczył heliopauzę 25 sierpnia 2012 r. w odległości 121,6 jednostek astronomicznych od Ziemi (czyli około 18,1 miliarda km). Kiedy 23 października 2013 r. po raz pierwszy zmierzył gęstość przestrzeni kosmicznej wynik wskazał 0,055 elektrona na centymetr sześcienny.

Voyager 2, który drogę poza heliosferę przebył lecąc nad Jowiszem, Saturnem, Uranem i Neptunem, przekroczył heliopauzę 5 listopada 2018 roku w odległości 119 jednostek astronomicznych od Ziemi (17,8 miliarda km). Jego instrumenty wskazały wówczas 0,039 elektrona na centymetr sześcienny, czyli bardzo blisko pomiaru Voyagera 1.

Obie sondy odnotowały wzrost gęstości przestrzeni poza heliosferą. Po przebyciu kolejnych kilku jednostek astronomicznych w przestrzeni kosmicznej Voyager 1 odnotował wzrost gęstości do około 0,13 elektrona na centymetr sześcienny. Sonda Voyager 2 wykonała podobne pomiary, które także wskazały na wzrost gęstości – do około 0,12 elektrona na centymetr sześcienny.

Pomiary te mogą wydawać się niewielkie, ale są wystarczająco istotne, aby wzbudzić zainteresowanie naukowców, zwłaszcza, że ​​nie jest jasne, co je powoduje. Jedna z teorii głosi, że materia niesiona przez wiatry międzygwiezdne jest wyhamowywana, gdy osiąga heliopauzę, powodując coś na kształt korku drogowego. Materia ta nawarstwia się na granicy heliosfery i to właśnie zarejestrowały przyrządy zamontowane na obu sondach.

Przyszłe pomiary wykonane przez obie sondy Voyagera podczas ich dalszej podróży w przestrzeń międzygwiezdną mogą pomóc zweryfikować koncepcję. Choć może to trochę potrwać. Do tego nie jest pewne, czy sondy Voyager będą w stanie operować wystarczająco długo, by móc to rozstrzygnąć.

Sondy Voyager 1 i Voyager 2

Sonda Voyager 1 została wystrzelona z Ziemi początkiem września 1977 roku. Sonda – Voyager 2 poleciała w kosmos 16 dni wcześniej, jednak Voyager 1 wyprzedził bliźniaczą jednostkę i pierwszy dotarł na krańce Układu Słonecznego.

Sondy miały zbadać zewnętrzne planety Układu Słonecznego. W okolicach Saturna sonda Voyager 2 zmieniła kurs, by przelecieć w pobliżu Urana i Neptuna. Do tej pory są to jedyne bliskie przeloty obok tych planet. Sondy Voyager zakończyły swoją wycieczkę po planetach i rozpoczęły międzygwiezdną misję dotarcia do heliopauzy w 1989 roku.


Źródło: Science Alert, fot. CreeD93/ Wikimedia Commons/ CC BY-SA 4.0