Voyager 1 je edini predmet, ki ga je ustvaril človek in je znan po tem, da je prodrl iz "kozmičnega doma" svojih ustvarjalcev - sončnega sistema. In vsaj dvakrat. Kje je on sedaj? Tehnično še vedno v njem.
Prva senzacionalna poročila, da je robotska sonda Voyager 1, ki jo je NASA lansirala leta 1977 za raziskovanje Jupitra in Saturna, zapustila osončje, so se pojavila marca 2013.
Ameriška geofizična zveza (AGU), neprofitna družba, ki se ukvarja z raziskovanjem Zemlje in vesolja, je v sporočilu za javnost navedla nenadne spremembe kozmičnega sevanja.
Le nekaj ur kasneje so strokovnjaki AGU po komentarjih NASA-jevih znanstvenikov, ki so neposredno delali na projektu, da česa takega ne morejo uveljaviti, odstopili. Spremenili so sporočilo za javnost, da so navedli, da je vesoljsko plovilo "vstopilo v novo vesoljsko regijo", in priznali, da so poskušali zaključke svojih opazovanj narediti razumljive širši javnosti.
Podobna sporočila so se pojavljala še večkrat vsakih nekaj mesecev, dokler šest mesecev kasneje strokovnjaki NASA dejansko niso potrdili vseh prejšnjih izjav. Nazadnje je bilo uradno objavljeno, da je sonda vstopila v medzvezdni prostor leto prej - 25. avgusta 2012.
Mediji si še enkrat niso mogli zanikati odmevnih naslovov, da je Voyager zapustil sončni sistem - in se niso povsem zmotili. Vendar v nasinih materialih še vedno ni tako drznih izjav - poleg tega po njihovem nihče od nas ne bo dočakal trenutka, ko bo to nedvomno postalo resničnost.
Kje se sončni sistem konča?
Promocijski video:
Kot vedno je tudi tu vprašanje terminologije - vse je odvisno od tega, kaj točno velja za sončni sistem.
V običajnem smislu je sestavljen iz osmih planetov, ki se vrtijo okoli naše zvezde (Merkur, Venera, Zemlja, Mars, Jupiter, Saturn, Uran in Neptun), njihovih satelitov, asteroidnega pasu (med orbiti Marsa in Jupitra), številnih kometov, pa tudi Kuiperjevega pasu …
Vsebuje predvsem majhna telesa, ki so ostala od nastanka sončnega sistema, in več pritlikavih planetov (vključno s Plutonom, ki je bil pred nekaj več kot desetletjem v to kategorijo znižan z navadnih planetov). Kuiperjev pas je v bistvu podoben pasu asteroidov, vendar je veliko večji in večji od slednjega.
Če si predstavljamo obseg tega dela sončnega imperija, je v navadi uporaba astronomskih enot (au) - ena enota je enaka približno razdalji od Zemlje do Sonca (približno 150 milijonov km ali 93 milijonov milj).
Zadnji planet, Neptun, je od zvezde oddaljen približno 30 AU. Do Kuiperjevega pasu - 50 AU.
K temu prištejemo še nekaj več kot 70 astronomskih enot - in prišli smo do prve pogojne meje sončnega sistema, ki jo je prestopil Voyager - zunanje meje heliosfere.
Na vse našteto - planete, Kuiperjev pas in prostor zunaj njega - vpliva sončni veter - neprekinjen tok nabitih delcev (plazme), ki izvira iz sončne korone.
Ta stalni veter tvori nekakšen podolgovat mehurček okoli našega sistema, ki "izpodrine" medzvezdni medij in se imenuje heliosfera.
Ko se odmikajo od Sonca, se hitrost nabitih delcev zmanjšuje, ko naletijo na vedno več nasprotovanja - navalu medzvezdnega medija, ki ga v glavnem sestavljajo oblaki vodika in helija, pa tudi težji elementi, kot sta ogljik in prah (le približno 1%).
Ko se sončni veter močno upočasni in njegova hitrost postane manjša od hitrosti zvoka, pride prva meja heliosfere, imenovana meja udarnega vala (v angleščini - zaključni šok). Voyager 1 ga je prečkal že leta 2004 (njegov brat dvojček Voyager 2 - leta 2007) in tako vstopil na območje, imenovano heliosheath - nekakšen "preddverje" sončnega sistema. V prostoru helioshielda začne sončni veter vplivati na medzvezdni medij in njihov pritisk drug na drugega je uravnotežen.
Ko pa se premikate naprej, začne moč sončnega vetra še bolj slabeti in na koncu popolnoma popusti zunanjemu okolju - ta pogojna zunanja meja se imenuje heliopavza. Ko ga je premagal avgusta 2012, je Voyager 1 vstopil v medzvezdni prostor in - če vzamemo za meje meje najbolj oprijemljivega vpliva sončnega vetra - zapustil sončni sistem.
Toda v resnici po splošno sprejeti razlagi v znanstveni skupnosti sonda še ni končala polovice poti.
Kako so znanstveniki vedeli, da je Voyager 1 prestopil heliopavzo?
Ker Voyager raziskuje ves čas še neraziskane prostore, je natančno ugotoviti, kje je, zastrašujoča naloga.
Znanstveniki se morajo zanašati na podatke, ki jih sonda pošlje na Zemljo s pomočjo signalov.
"Še nihče ni bil v medzvezdnem vesolju, zato je kot potovanje z nepopolnimi vodniki," je pojasnil raziskovalec projekta Voyager 1 Ed Stone.
Ko so informacije, ki jih je prejela naprava, začele kazati na spremenjeno okolje okoli nje, so znanstveniki najprej začeli govoriti o tem, da je Voyager blizu vstopa v medzvezdni prostor.
Najlažji način za ugotavljanje, ali je naprava presegla zaželeno mejo, je merjenje temperature, tlaka in gostote plazme, ki obdaja sondo. Naprava, ki je sposobna izvajati takšne meritve, pa je leta 1980 prenehala delovati na Voyagerju.
Strokovnjaki so se morali osredotočiti na dva druga instrumenta: detektor kozmičnih žarkov in napravo za plazemske valove.
Medtem ko je prvi občasno zabeležil povečanje ravni kozmičnih žarkov galaktičnega izvora (in padec nivoja sončnih delcev), je ravno naprava s plazemskim valom uspela prepričati znanstvenike o lokaciji aparata - zahvaljujoč tako imenovanim izbruhom koronalne mase, ki se zgodijo na naši zvezdi.
Med udarnim valom po izmetu na Sonce je naprava zabeležila nihanja plazemskih elektronov, s pomočjo katerih je bilo mogoče določiti njegovo gostoto.
"Zaradi tega vala se zdi, da plazma zvoni," je pojasnil Stone. "Medtem ko nam je instrument plazemskih valov omogočil merjenje frekvence tega zvonjenja, je detektor kozmičnih žarkov pokazal, od kod zvonjenje - od emisij na Soncu."
Večja kot je gostota plazme, večja je frekvenca nihanja. Zahvaljujoč drugemu valu na račun Voyagerja so znanstveniki leta 2013 lahko ugotovili, da sonda že več kot leto dni leti skozi plazmo, katere gostota je 40-krat večja od prejšnjih meritev. Zvoke, ki jih je posnel Voyager - zvoke medplanetarnega okolja - lahko slišite v spodnjem videu.
"Bolj ko se Voyager premika, večja je gostota plazme," je dejal Ed Stone. „Ali zato, ker se medzvezdni medij gosteje oddaljuje od heliosfere, ali pa je posledica samega udarnega vala [od sončnega izbruha - BBC]? Za zdaj še ne vemo."
Tretji val, zabeležen marca 2014, je pokazal nepomembne spremembe gostote plazme v primerjavi s prejšnjimi, kar potrjuje lokacijo sonde v medzvezdnem prostoru.
Voyager 1 je torej prišel iz najbolj "gosto poseljenega" dela sončnega sistema in je zdaj od Zemlje 137 astronomskih enot oziroma 20,6 milijarde kilometrov. Lahko mu sledite tukaj.
Kdaj bo torej sistem končno zapustil za vedno? Po NASA-inem izračunu v približno 30 tisoč letih.
Dejstvo je, da Sonce, ki v sebi kopiči ogromen del mase celotnega sistema - 99%, širi svoj gravitacijski vpliv daleč preko Kuiperjevega pasu in celo heliosfere.
Čez približno 300 let bi Voyager moral spoznati Oortov oblak - hipotetično (ker ga še nihče ni videl in znanstveniki o njem imajo le teoretično predstavo) sferično območje, ki obkroža sončni sistem.
V njem "živijo", ko jih naša zvezda privlači, predvsem ledene predmete, ki jih sestavljajo voda, amoniak in metan - po mnenju znanstvenikov so se sprva oblikovali precej bližje Soncu, nato pa jih je gravitacija orjaških planetov vrgla na obrobje sistema. Potrebujejo tisoče let, da se obrnejo okoli nas. Menijo, da se nekaterim od teh predmetov uspe vrniti nazaj - in potem jih opazimo v obliki kometov.
Najnovejša primera sta kometa C / 2012 S1 (ISON) in C / 2013 A1 (McNaught). Prva je razpadla po prehodu mimo Sonca, druga je minila blizu Marsa in zapustila notranje območje sistema.
Hipotetična meja Oortovega oblaka je zadnja meja sončnega sistema - meja gravitacijske moči naše zvezde ali Hill-ove krogle.
Zunaj Oortovega oblaka ni ničesar - samo svetloba, ki izhaja iz Sonca in podobnih zvezd.
V nekaj letih bodo znanstveniki začeli postopoma izklapljati instrumente Voyager 1. Slednja naj bi se zaprla okoli leta 2025, nato pa bo sonda še nekaj let pošiljala podatke na Zemljo, preden bo pot nadaljevala v tišini.
Približno dve leti traja, da sončna svetloba potuje z najhitrejšo hitrostjo, ki jo poznamo, da doseže meje sfere Hill. Potrebna so približno štiri leta, da dosežemo najbližjo zvezdo do nas - Proximo Centauri. Če bi pot vodila do nje, bi Voyager trajal več kot 73 tisoč let.
Misija Voyager
- Kljub imenu je bil Voyager 2 prvič predstavljen 20. avgusta 1977. Voyager 1 je bil predstavljen 5. septembra istega leta
- Uradno poslanstvo sond je bilo preučevanje Jupitra in Saturna
- Napravam je uspelo preučiti in fotografirati Jupiter, Saturn, Uran in Neptun ter njihove satelite ter izvesti edinstvene študije sistema Saturnovih obročev in magnetnih polj velikanskih planetov
- Voyager 1 se je nato lotil "medzvezdnega poslanstva" in postal najbolj oddaljen objekt z Zemlje, ki se ga je človek dotaknil. Zdaj je njegova naloga preučiti heliopavzo in okolje, ki presega vpliv sončnega vetra. Voyager 2 bi moral v naslednjih letih prečkati tudi heliopavzo
»Oba Voyagerja imata na krovu tako imenovani Golden Records z avdio in video posnetki. Reproducirali so zemljevid pulsarjev z oznako položaja Sonca v Galaksiji - v primeru, da nas želi najti tisti, ki ga je odkril. Poleg tega so strokovnjaki v posnetke vključili vse, kar morajo po njihovem mnenju predstavniki nezemeljskega življenja vedeti o človeštvu: fotografije, pozdravi v 55 jezikih, vključno s starogrško, telugu in kantonščino, zvoki zemeljske narave (vulkani in potresi, veter itd.) dež, ptice in šimpanzi, človeški koraki, utrip srca in smeh), pa tudi glasbena dela - od Bacha in Stravinskega do Chucka Berryja in slepega Willieja Johnsona ter tradicionalni napevi.
Polina Romanova