Выход "Вояджера" в межзвездное пространство находится под сомнением

Выход американского космического аппарата "Вояджер-1" в межзвездное пространство, объявленный в 2013 году американскими учеными, находится под сомнением. Точные данные об этом можно будет получить лишь через несколько лет, когда в эту же зону войдет его "близнец" – "Вояджер-2", считает главный научный сотрудник Института проблем механики РАН Владимир Баранов.

"В последние годы в научном сообществе ведется дискуссия о том, пересек ли аппарат "Вояджер-1" границу гелиосферы (области, в которой солнечный ветер превалирует над межзвездной средой – прим. ТАСС). С математической точки зрения, выход в межзвездный газ должен сопровождаться резким скачком скорости, температуры, плотности газа, показаний магнитного поля. Такой скачок можно измерить только специализированными приборами, но на аппарате "Вояджер-1" они вышли из строя еще несколько лет назад. Продолжают работать только магнитометр и приборы, измеряющие спектры космических лучей", - рассказал ученый.

Таким образом, ответить на вопрос, действительно ли "Вояджер-1" вышел за пределы гелиосферы может только следующий за ним "Вояджер-2". "Достоверные результаты о пересечении границы гелиосферы и выходе в межзвездную среду можно получить только через несколько лет при помощи аппарата "Вояджер-2", у которого продолжает работать необходимая научная аппаратура", - заявил Баранов.

Дорога к звездам

Три года назад, 20 марта 2013 года, американские ученые объявили, что "Вояджер-1" покинул гелиосферу. Принятые к публикации в журнале Американского союза геофизиков данные гласили, что 25 августа 2012 года аппарат зарегистрировал резкие изменения: уровень галактических космических лучей вырос вдвое. К этому моменту "Вояджер-1" был на расстоянии 121,7 астрономических единиц (а.е.) от Солнца.

Тогда NASA опровергло появившиеся сообщения в СМИ, но спустя полгода официально признало, что "Вояджер-1" действительно вошел в межзвездное пространство, правда, при этом все еще пребывает в границах Солнечной системы. Как пояснили тогда в NASA, дело в том, что аппарат не дошел до облака Оорта - гипотетической сферической области вокруг Солнца, откуда появляются кометы. Чтобы добраться до ее границы, "Вояджеру" понадобится еще около 300 лет, и еще примерно 30 тысяч лет, чтобы пройти сквозь нее.

В свою очередь Баранов считает, что главным доказательством выхода за пределы гелиосферы "Вояджер-1" стала бы фиксация изменения направления потока частиц. Если солнечный ветер направлен от Солнца, то течение межзвездной среды направлено в противоположную сторону. "Но поскольку на "Вояджере-1" нет таких приборов, американские коллеги пытаются судить о том, что аппарат вышел в межзвездную среду по косвенным соображениям. Например, измеряя изменения спектра космических лучей", - сказал ученый.

По его мнению, выводы о скорости, плотности, и температуре, которые делаются на основе интерпретации спектров космических лучей, не являются убедительными. "С моей точки зрения, такая интерпретация имеющихся данных требует больших и больших проверок", - отметил он.
"К такому же выводу приходят и некоторые американские ученые – специалисты в области космических лучей", - добавил Баранов.

Размытые границы

На своем пути "Вояджер-1" преодолел области, прежде недоступные человечеству для исследований с помощью космических аппаратов. В декабре 2004 года он пересек ударную волну торможения солнечного ветра (termination shock) на расстоянии 94 а.е. Здесь поток солнечного ветра резко замедляется до дозвуковой скорости из-за столкновения с веществом межзвездной среды. Эту же ударную волну "Вояджер-2" пересек в августе 2007 года на расстоянии 84 а.е. Как отмечают в NASA, разные расстояния могут говорить о том, что гелиосфера имеет асимметричную форму.

Как рассказал Баранов, расстояние до этой ударной волны было предсказано российскими учеными в 1993 году в научной работе, опубликованной в американском научном журнале Journal of Geophysical Research.

"Наша модель с точностью до 3% предсказала расстояние до гелиосферной ударной волны задолго до того, как аппараты "Вояджер-1" и "Вояджер-2" вошли в так называемый "гелиошис" (heliosheath), или область между этой ударной волной и границей гелиосферы", - рассказал собеседник агентства.
Научная статья российских ученых стала продолжением разработанной в 1970-м году советскими учеными, в том числе Барановым, упрощенной математической модели взаимодействия солнечного ветра со сверхзвуковым потоком межзвездного газа.

По следам первопроходца

Точный ответ о границе гелиосферы может дать "близнец" первого аппарата – "Вояджер 2", запущенный в 1977 году на несколько дней раньше своего "брата", но идущий под другим углом к плоскости эклиптики. По словам Баранова, на "Вояджере-2" работают приборы, измеряющие плотность, скорость и концентрацию окружающего вещества, так что ученые возлагают на них большие надежды.

"Если эти приборы продолжат работать, они, по крайней мере, должны измерить скорость межзвездного вещества. Показания должны пойти со знаком "минус", то есть они должны быть направлены в сторону Солнца или навстречу солнечному ветру ", - пояснил Баранов.
Согласно данным NASA, "Вояджер-1" сейчас находится на расстоянии 134 а.е от Солнца, в "Вояджер-2" - в 110 а.е.

"Результаты измерений, которые позволят экспериментально доказать расстояние до границы гелиосферы, мы можем получить только через несколько лет, когда "Вояджер-2" достигнет этой границы, а его приборы смогут прямыми методами измерить скорость, плотность и температуру межзвездного газа. Согласно нашей теоретической модели 1993 года, это может произойти, когда аппарат достигнет расстояний в 130-135 а.е.", - уточнил ученый.

Близнецы-путешественники

Два американских межпланетных зонда "Вояджер-1" и "Вояджер-2", созданные в Лаборатории реактивного движения NASA, отправились в космос в 1977 году с разницей в 16 дней.

"Вояджер-1" был запущен 5 сентября 1977 года. Во время своего путешествия он пролетел рядом с Юпитером и Сатурном, передав на Землю их изображения. В настоящее время он является самым далеким от Земли аппаратом, созданным человеком.

"Вояджер-2" стартовал 20 августа 1977 года. Помимо Юпитера и Сатурна, он также пролетел мимо Урана и Нептуна.

На борту каждого из аппаратов имеется послание внеземным цивилизациям – "Золотая пластинка". Это позолоченная информационная пластинка из меди, на которой представлены 115 слайдов с фотографиями жизни на Земле, записи земных звуков (ветер, волны, гром), музыка и приветствия на 55 языках. Также на ней указано расположение Солнечной системы. Это послание составляла специальная комиссия, которую возглавлял астроном Карл Саган - известный популяризатор науки.

Оба "Вояджера" поддерживают связь с Землей с помощью сети дальней космический связи NASA, сигнал идет около 17 часов до одного аппарата и порядка 14 часов до другого.

В 1990 году "Вояджер-1" снял знаменитую фотографию, получившую название Pale Blue Dot ("Бледно-голубая точка"). Это изображение Земли, снятой с расстояния 4 млрд километров.

Учитывая, что аппараты получают энергию от радиоизотопных термоэлектрических генераторов, работающих на плутонии-238, энергии хватит для работы аппаратуры "Вояджеров" примерно до 2025 года.