Voyager 1 znowu przejdzie do historii. Będzie pierwszym pojazdem kosmicznym, który wejdzie w graniczne obszary Układu Słonecznego, rozległą przestrzeń, gdzie wiatr Słoneczny zderza się z gazem międzygwiezdnym i przestrzenią międzygwiezdną.

Jednak zanim Voyager dotrze w ten region musi przejść przez szok końcowy, czyli powierzchnię, na której prędkość wiatru słonecznego spada poniżej prędkości dźwięku. Następnie Voyager wejdzie w płaszcz Układu Słonecznego (heliosheath), a jego podróż przez ten obszar pozwoli naukowcom po raz pierwszy zbadać bezpośrednio tą nieznaną przestrzeń. Dyskusja, gdzie znajduje się obecnie sonda już się rozpoczęła. W najnowszym numerze Nature opublikowano dwie prace dotyczące tego tematu.

Głównym autorem pierwszej jest dr Stamatios Krimigis z Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, który prezentuje tezę, że Voyager już przeszedł przez szok końcowy. Głównym autorem drugiej pracy jest dr Frank McDonald z University of Maryland, który prezentuje przeciwną tezę. Podobne wnioski są również prezentowane w kolejnej pracy, autorstwa dr Leonarda Burlaga, która ukazała się 30 października w Geophysical Research Letters.

„Voyager 1 zaobserwował zjawiska zachodzące w odległym regionie, gdzie formuje się potężna fala uderzeniowa, w momencie, gdy wiatr słoneczny gwałtownie zwalnia i przeciwstawia się wiatrowi międzygwiezdnemu. Wyniki obserwacji zaskoczyły i zadziwiły nas, wiec możemy oczekiwać jeszcze więcej, gdy sonda będzie badać kolejny niepoznany region na krańcach Układu Słonecznego” – mówi dr Edward Stone, naukowiec związany z projektem Voyager.

Sonda Voyager została wystrzelona 5 września 1977 roku. Najpierw Voyager zbadał Jowisza i Saturna, a grawitacja Saturna skierowała sondę w stronę krańców Układu Słonecznego. Obecnie sonda zbliża się do granicy szoku końcowego, a być może czasowo nawet ją przekroczyła. Znajduje się w odległości prawie 13 miliardów kilometrów od Słońca i jest tym samym najdalszym obiektem zbudowanym przez ludzkość.

Dokładna lokalizacja powierzchni szoku końcowego jest trudna, gdyż nie znamy dokładnie warunków panujących w przestrzeni międzygwiezdnej. Nie znamy zmian prędkości i ciśnienia wiatru słonecznego, które mogą powodować rozszerzanie się, ściąganie i marszczenie granicy szoku końcowego.

Między 1 sierpnia 2002 roku a 5 lutego 2003 roku naukowcy zaobserwowali niezwykłe odczyty instrumentów sondy, badających energetyczne cząstki. Mogło to oznaczać, że sonda weszła we wcześniej nieodwiedzany rejon Układu Słonecznego. Zrodziło to podejrzenia, że mogła przejściowo znaleźć się za szokiem końcowym

NASA

Schemat przedstawia falę uderzeniową (pomarańczowy łuk) oraz heliopauzę (kolor niebieski) rozpościerające się wokół Układu Słonecznego.

Wszelkie wątpliwości zostałyby rozwiane, gdyby Voyager 1 mógł mierzyć prędkość wiatru słonecznego, która gwałtownie maleje na granicy szoku końcowego. Jednak instrument, który wykonywał takie pomiary nie funkcjonuje już na sędziwej sondzie. Naukowcy mogą tylko wykorzystywać dane z wciąż pracujących instrumentów, co utrudnia wyciagnięcie ostatecznych wniosków.

„Wykorzystujemy pośredni sposób, aby wykazać, że wiatr słoneczny zmniejszył swą prędkość z ponad 11 200 000 kilometrów na godzinę do mniej niż 160 000. Ta samą technikę wykorzystywaliśmy, gdy instrument mierzący prędkość wiatru słonecznego wciąż pracował. Wtedy różnica wyników nie przekraczała w większości przypadków 20%„. – mówi Krimigis.

University of Chicago

Na ilustracji przedstawiono schemat obszaru, na który wpływa Słońce. Kolejne elipsy przedstwiają schematycznie obszar zajmowany przez planety, początek heliosfery, zakończony szokiem końcowym, płaszcz Układu Słonecznego zakończony heliopauzą.

„Analiza obserwacji pola magnetycznego dokonana pod koniec 2002 roku, wykazała, że sonda nie weszła w nowy region ani nie przekroczyła szoku końcowego. Raczej przeciwnie, cechy pola magnetycznego dały się przewidzieć na podstawie wielu lat wcześniejszych obserwacji, chociaż intensywność energetycznych cząstek była niezwykle duża” – mówi Burlaga.

Sonda Voyager została zbudowana przez JPL, które również kieruje sondą. Sonda była wyposażona w trzy radioizotopowe termoelektryczne generatory, które produkowały energię elektryczną potrzebną do funkcjonowania systemów i instrumentów sondy. Voyager działa bez zakłóceń od 26 lat dzięki niezawodności tych generatorów, które zmieniają ciepło uwolnione w wyniku naturalnego rozpadu plutonu w energię elektryczną.