Зонды «Вояджер» прошли через стену плазмы на краю Солнечной системы: чем все закончилось
Космические аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2», чей запуск состоялся почти полвека назад, удалились от Земли уже более чем на 20 миллиардов километров. Тем не менее они все еще поддерживают с нами связь и передают научные данные. Оба зонда на данный момент успешно миновали гелиопаузу — физическую границу влияния солнечного ветра — и вышли в межзвездное пространство. Вспоминаем, как это было.
Границу Солнечной системы принято определять по-разному. Все зависит от того, какой физический параметр мы учитываем: давление солнечного ветра или силу притяжения Солнца. В первом случае речь идет о гелиопаузе (плазменной границе) — внешней оболочке гелиосферы, огромного пузыря, создаваемого солнечным ветром. Это область, где поток заряженных частиц, испускаемый нашим светилом, сталкивается с межзвездным веществом, и давление двух сред приходит в равновесие. Из-за этого равновесия солнечный ветер отклоняется и течет по «хвосту» гелиосферы, подобно тому, как вода обтекает нос корабля.
Во втором случае речь идет об Облаке Оорта (гравитационной границе) — гипотетической гигантской сфере из триллионов ледяных глыб и комет, которые все еще удерживаются гравитацией Солнца. Облако Оорта начинается примерно в 2000–5000 астрономических единиц (а.е.) от Солнца, а его внешний край лежит на расстоянии до 100000–200000 а.е.
Гелиопауза же находится на расстоянии около 120 а.е. от Солнца. Именно эту отметку пересекли космические аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2», выйдя в межзвездное пространство. «Вояджер-1» стал первопроходцем, пересекшим гелиопаузу в августе 2012 года, а его близнец «Вояджер-2» повторил этот подвиг в 2018-м. Интересно, что аппараты столкнулись с границей на разных расстояниях от Солнца. Это подтвердило теорию о том, что гелиопауза не статична, а пульсирует, расширяясь и сжимаясь подобно легким в зависимости от солнечной активности.
В этой пограничной зоне зонды зафиксировали аномальный нагрев. Согласно информации, опубликованной на портале IFLScience, температура здесь достигает фантастических значений — от 30 до 50 тысяч градусов по шкале Кельвина (примерно 30–50 тысяч градусов Цельсия; разница между шкалами Кельвина и Цельсия составляет 273 градуса). За такие высокие показатели область окрестили «огненной стеной» или «плазменным барьером». Однако, вопреки драматичному названию, речь идет не о сплошной раскаленной преграде, а об особенностях физики разреженной среды.
Но как же зонды смогли выдержать столкновение со «стеной» температурой в десятки тысяч градусов? Разгадка кроется в крайне низкой плотности плазмы в этом регионе. Несмотря на колоссальную энергию отдельных частиц, их количество настолько мало, что они практически не передают тепла самим аппаратам. Таким образом, «Вояджеры» беспрепятственно прошли сквозь этот, казалось бы, смертоносный барьер, который представляет собой скорее метафору, чем реальное физическое препятствие.
Помимо рекордных температур, миссия принесла и другие открытия. Данные с «Вояджера-2» подтвердили неожиданный результат, полученный его предшественником: оказалось, что направление магнитного поля сразу за гелиопаузой совпадает с направлением поля внутри гелиосферы. Кроме того, зонды обнаружили переходную зону шириной около 1,5 а.е., где плотность плазмы возрастает вдвое.
Сейчас оба аппарата, исчерпавшие большую часть ресурсов, но все еще функциональные, углубились в межзвездное пространство, продолжая посылать бесценную информацию о неизведанных областях за пределами нашей планетной системы.
Для чего создавались «Вояджеры», где они сейчас и с какой скоростью летят — собрали все, что нужно знать, в этой статье.
