Var Slutar Solsystemet? - Alternativ Vy

Innehållsförteckning:

Var Slutar Solsystemet? - Alternativ Vy
Var Slutar Solsystemet? - Alternativ Vy

Video: Var Slutar Solsystemet? - Alternativ Vy

Video: Var Slutar Solsystemet? - Alternativ Vy
Video: Astronomi1 - "Solsystemet" 2024, Maj
Anonim

Voyager 1 är det enda konstgjorda föremålet som är känt för att bryta ut ur "rymdhemmet" för dess skapare - solsystemet. Och åtminstone två gånger. Var är han nu? Tekniskt sett fortfarande i det.

De första sensationella rapporterna att robotproben Voyager 1, som lanserades av NASA redan 1977 för att utforska Jupiter och Saturnus, lämnade solsystemet dök upp i mars 2013.

American Geophysical Union (AGU), ett ideellt samhälle dedikerat till jord- och rymdutforskning, utfärdade ett pressmeddelande med hänvisning till plötsliga förändringar i kosmisk strålning.

Bara några timmar senare, efter kommentarerna från NASA-forskare som direkt arbetade med projektet att de inte kunde hävda något liknande, backade AGU-experter. De reviderade pressmeddelandet för att nu indikera att rymdfarkosten "hade kommit in i en ny rymdregion" och erkände att de försökte göra slutsatserna från sina observationer begripliga för allmänheten.

Liknande meddelanden dök upp flera gånger varannan månad, tills sex månader senare bekräftade NASA-specialister faktiskt alla tidigare uttalanden. Slutligen tillkännagavs det officiellt att sonden gick in i det interstellära rummet ett år tidigare - den 25 augusti 2012.

Återigen kunde media inte förneka sig de högt profilerade rubrikerna att Voyager hade lämnat solsystemet - och inte helt fel. Det finns emellertid fortfarande inga sådana djärva uttalanden i NASA-materialen - dessutom kommer enligt dem ingen av oss att leva för att se det ögonblick då detta utan tvekan kommer att bli verklighet.

Var slutar solsystemet?

Kampanjvideo:

Som alltid är detta en fråga om terminologi - allt beror på vad som exakt anses vara solsystemet.

I vanlig mening består den av åtta planeter som kretsar kring vår stjärna (Merkurius, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus), deras satelliter, asteroidbältet (mellan Mars och Jupiters banor), många kometer, liksom Kuiperbältet …

Den innehåller mestadels små kroppar kvar från bildandet av solsystemet och flera dvärgplaneter (inklusive Pluto, som degraderades till denna kategori från vanliga planeter för drygt ett decennium sedan). Kuiperbältet liknar i huvudsak asteroidbältet, men är mycket större än det senare i storlek och massa.

För att föreställa oss omfattningen av denna del av solriket är det vanligt att använda astronomiska enheter (au) - en enhet är lika med det ungefärliga avståndet från jorden till solen (cirka 150 miljoner km eller 93 miljoner miles).

Den sista planeten, Neptunus, ligger på ett avstånd av cirka 30 AU från stjärnan. Upp till Kuiper-bältet - 50 AU.

Lägg till detta lite mer än 70 astronomiska enheter - så kommer vi till solsystemets första villkorliga gräns, som Voyager korsade - den yttre gränsen för heliosfären.

Allt ovan - planeterna, Kuiperbältet och utrymmet bortom det - påverkas av solvinden - en kontinuerlig ström av laddade partiklar (plasma) som kommer från solkoronaen.

Denna konstanta vind bildar en slags långsträckt bubbla runt vårt system, som "förskjuter" det interstellära mediet och kallas heliosfären.

När de rör sig bort från solen minskar laddningen av laddade partiklar när de stöter på mer och mer motstånd - anfallet från det interstellära mediet, som huvudsakligen består av väte och heliummoln, liksom tyngre element, som kol och damm (endast cirka 1%).

När solvinden bromsar kraftigt och dess hastighet blir lägre än ljudets hastighet, kommer den första gränsen för heliosfären, kallad chockvågens gräns (avslutningschock). Voyager 1 korsade den tillbaka 2004 (dess tvillingbror Voyager 2 - 2007) och gick därmed in i ett område som kallas heliomantel - ett slags "förort" i solsystemet. I helioskärmens utrymme börjar solvinden interagera med det interstellära mediet och deras tryck på varandra balanseras.

Men när vi rör oss längre börjar solvindens styrka försvagas ännu mer och så småningom viker helt till den yttre miljön - denna villkorade yttre gräns kallas heliopaus. Efter att ha övervunnit det i augusti 2012 gick Voyager 1 in i det interstellära utrymmet och - om vi tar gränserna för solvindens mest påtagliga inflytande som gränserna - lämnade solsystemet.

Men i själva verket, enligt den allmänt accepterade tolkningen i det vetenskapliga samfundet, har sonden ännu inte slutfört halva vägen.

Hur visste forskarna att Voyager 1 passerade heliopausen?

Eftersom Voyager utforskar utrymmen som tidigare inte har utforskats är det en skrämmande uppgift att räkna ut exakt var det är.

Forskare måste förlita sig på de data som sonden överför till jorden med hjälp av signaler.

"Ingen har någonsin varit i det interstellära rummet tidigare, så det är som att resa med ofullständiga reseguider", förklarade Voyager 1-projektforskaren Ed Stone.

När informationen från enheten började indikera en förändrad miljö runt den började forskarna först prata om det faktum att Voyager var nära att komma in i det interstellära rummet.

Det enklaste sättet att avgöra om enheten har passerat den uppskattade gränsen är att mäta temperaturen, trycket och densiteten hos plasma som omger sonden. En enhet som kunde göra sådana mätningar slutade dock fungera på Voyager redan 1980.

Specialisterna var tvungna att fokusera på två andra instrument: en kosmisk stråldetektor och en plasmavågsenhet.

Medan den första periodvis registrerade en ökning av nivån av kosmiska strålar av galaktiskt ursprung (och en minskning av nivån på solpartiklar) var det plasmavågsenheten som lyckades övertyga forskare om apparatens placering - tack vare de så kallade koronala massutkastningarna som förekommer på vår stjärna.

Under chockvåg efter utstötningen på solen registrerade enheten svängningarna hos plasmaelektronerna, med hjälp av vilket det var möjligt att bestämma densiteten.

"Den här vågen gör att plasma verkar ringa", förklarade Stone. "Medan plasmavåginstrumentet tillät oss att mäta frekvensen av denna ringning, visade den kosmiska stråldetektorn var ringen kom ifrån - från utsläpp på solen."

Ju högre plasmadensitet, desto högre svängningsfrekvens. Tack vare den andra vågen på Voyagers konto kunde forskare 2013 ta reda på att sonden hade flög genom plasma i mer än ett år, vars densitet var 40 gånger högre än tidigare mätningar. Ljud som spelats in av Voyager - ljudet från den interplanetära miljön - kan höras i videon nedan.

"Ju längre Voyager rör sig, desto högre blir plasmadensiteten", säger Ed Stone.”Beror det på att det interstellära mediet blir tätare när du rör dig bort från heliosfären, eller är det resultatet av själva chockvågen [från en solflare - BBC]? Vi vet inte ännu."

Den tredje vågen, inspelad i mars 2014, visade obetydliga förändringar i plasmadensiteten jämfört med tidigare, vilket bekräftar närvaron av sonden i det interstellära rummet.

Så Voyager 1 kom ut ur den mest "tätbefolkade" delen av solsystemet och är nu 137 astronomiska enheter, eller 20,6 miljarder kilometer från jorden. Du kan följa honom här.

Så när kommer han äntligen att lämna systemet för gott? Enligt NASA-beräkningar på cirka 30 tusen år.

Faktum är att solen, som i sig ackumulerar den överväldigande delen av massan i hela systemet - 99%, sprider sitt gravitationella inflytande långt bortom Kuiper-bältet och till och med heliosfären.

Om cirka 300 år borde Voyager träffa Oortmolnet - en hypotetisk (eftersom ingen någonsin har sett det och forskare bara har en teoretisk uppfattning om det) sfärisk region som omger solsystemet.

I den "levande", attraherad av vår stjärna, främst isobjekt, bestående av vatten, ammoniak och metan - de, enligt forskare, bildade sig ursprungligen mycket närmare solen, men kastades sedan till utkanten av systemet av allvaret på de jätteplaneterna. Det tar tusentals år för dem att vända på oss. Man tror att några av dessa objekt lyckas komma tillbaka - och då märker vi dem i form av kometer.

Nya exempel är kometer C / 2012 S1 (ISON) och C / 2013 A1 (McNaught). Den första bröt upp efter att ha passerat solen, den andra passerade nära Mars och lämnade systemets inre region.

Den hypotetiska gränsen för Oortmolnet är den sista gränsen för solsystemet - gränsen för vår stjärnas gravitationskraft eller Hill's sfär.

Utanför Oortmolnet finns inget - bara ljus som kommer från solen och liknande stjärnor.

Om några år kommer forskare att börja gradvis stänga av Voyager 1s instrument. Den senare förväntas stängas omkring 2025, varefter sonden kommer att skicka data till jorden i några år innan den fortsätter sin resa i tystnad.

Det tar ungefär två år för solljus som reser med den snabbaste hastigheten vi vet för att nå gränserna för Hill-sfären. Det tar ungefär fyra år att nå den närmaste stjärnan till oss - Proxima Centauri. Voyager, om hans väg gick till henne, skulle ta mer än 73 tusen år.

Voyager-uppdrag

- Trots namnet lanserades Voyager 2 först den 20 augusti 1977. Voyager 1 lanserades 5 september samma år

- Sondernas officiella uppdrag var att studera Jupiter och Saturnus

- Enheterna lyckades studera och ta fotografier av Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus och deras satelliter, samt genomföra unika studier av systemet med Saturnus ringar och magnetfält hos jätteplaneter

- Voyager 1 inledde sedan sitt "interstellära uppdrag" och blev det längsta objektet från jorden som en person rörde vid. Nu är hans uppgift att studera heliopausen och miljön bortom solvindens inflytande. Voyager 2 bör också korsa heliopausen under de kommande åren

”Båda Voyagers har ombord så kallade Golden Records med ljud- och videoinspelningar. De reproducerade en karta över pulsarer med en markering av solens position i galaxen - om den som upptäckte att den ville hitta oss. Dessutom inkluderade experterna i inspelningarna allt som enligt deras åsikt representanter för utomjordiskt liv behöver veta om mänskligheten: fotografier, hälsningar på 55 språk, inklusive antikens grekiska, telugu och kantonesiska, ljud av markbunden natur (vulkaner och jordbävningar, vind etc.) regn, fåglar och schimpanser, mänskliga steg, hjärtslag och skratt), liksom musikaliska verk - från Bach och Stravinsky till Chuck Berry och Blind Willie Johnson och traditionella sånger.

Polina Romanova