Další data sondy Voyager 1 z mezihvězdného prostředí

Nejvzdálenější výtvor lidských rukou, odkaz silné generace popularizátorů vesmírného výzkumu Carla Sagana či Arthura C. Clarka a zároveň jedna z vlajkových lodí NASA je v dobré kondici a neustále odesílá data, která v současnosti formují vznik nové vědní disciplíny. Voyager 1 se vydal na svou předlouhou pouť vesmírem 5. srpna 1977, a to paradoxně o 16 dní později než jeho sesterská sonda Voyager 2. Proto dvojka drží světový rekord nejdelší nepřetržitě probíhající kosmické mise. Voyager 1 se v současné době nachází více než 130 astronomických jednotek od Země (díky poloze naší planety má v tuto roční dobu blíž ke Slunci) a vzdaluje se od nás rychlostí 61 000 km/h. Jeho slabý signál cestuje přes 17 hodin, než jej zachytí některá ze stanic sítě DSN. Každý rok urazí přes 520 milionů kilometrů (relativně ke Slunci).

12. září 2013 oznámila agentura NASA, že se sonda dostala do oblasti heliopauzy a od 25. 8. 2012 se už pohybuje (rovněž jako první umělá sonda) v mezihvězdném prostředí. Sedmého července letošního roku následovala další zajímavá zpráva: sonda prokazatelně a opakovaně zaznamenala sérii rázových vln oblaku hvězdného plazmatu. Jedná se o jednu z forem sluneční činnosti, při níž je z koróny vyvrženo velké množství žhavých plynů v sérii rázových vln. Ty tvoří oblaka silně zmagnetizovaného materiálu šířícího se od slunečního povrchu do mezihvězdného prostoru.

Palubní senzory zaznamenaly celkem tři takové vlny. Jedna z nich přesvědčila odborníky, že sonda překročila hranice mezihvězdného prostoru. Ta třetí – kterou palubní detektory poprvé zachytily v únoru letošního roku – neustále probíhá! Jde o nejdéle trvající rázovou vlnu, s jakou se astronomové setkali v oblastech vnějšího slunečního systému.

Naše bezprostřední (mezi)hvězdné okolí.

Naše bezprostřední (mezi)hvězdné okolí.
Zdroj: http://phys.org/

Byla to právě měření druhé rázové vlny v průběhu minulého roku, která přesvědčila odborníky, že Voyager 1 opustil oblast heliopauzy. Jde o hraniční vrstvu mezi heliosférou a mezihvězdným prostředím. V heliopauze se vyrovnává tlak slunečního a galaktického větru. Její tvar a velikost kolísá s intenzitou sluneční činnosti. V těchto oblastech dochází v důsledku menší rychlosti toku slunečních částic ke vzniku turbulentních proudů. Galaktický vítr vanoucí od středových oblastí Galaxie formuje heliopauzu do kapkovitého tvaru. V čelní oblasti dochází ke stlačování pole částic, na opačné straně vytváří sféra dlouhý ohon.

Oblasti maxim plazmatu dosahovaly po překročení heliopauzy až 40x větší hustoty, než zaznamenala předchozí měření. To byla pro vědecký personál jasná známka toho, že se sonda dostala mimo hlavní sféru vlivu Slunce. Bohužel zatím nevíme jistě, jestli je tento nárůst způsoben větší hustotou okolního mezihvězdného prostředí, nebo jen intenzitou rázové vlny.

„Člověk by se mohl mylně domnívat, že mezihvězdné prostředí je klidné a tiché, ale opak je pravdou. Rázové vlny se v těchto oblastech pohybují častěji a s větší intenzitou, než jsme si doposud mysleli,“ vysvětluje Don Gurnett z Univerzity v Iowě.

„Šokové vlny způsobují rezonanci ionizovaného plynu. Vibrace tvoří určitou formu akustických vln, jež se plynem šíří,“ dodává jeden ze členů vědeckého týmu Voyager, Ed Stone z California Institute of Technology v Pasadeně.

Tyto vibrace zachycuje detektor PWS (Plasma Wave System), který měřil množství a intenzitu nabitých částic při průletu kolem Jupiteru a Saturnu, nicméně je stále aktivní. Pracuje v pásmu 10 Hz – 56 kHz a k detekci využívá 10m palubní anténu. V následujícím záznamu si můžete detekované signály poslechnout a zároveň sledovat, jak se anomálie projevovaly s narůstajícím časem. Zařízení PWS tyto rezonance zaznamenalo třikrát: od října do listopadu 2012, od dubna do května 2013 a naposled od února až do prosince letošního roku.

Horizontálně je vyznačena časová osa (s označeným úsekem překročení heliopauzy), vertikálně frekvence (v kHz) a hustota elektronů na centimetr krychlový. Jasná horizontální linka uprostřed grafu znázorňuje frekvenční pásmo rušení signálů palubním zdrojem energie (slyšíte jej po celou dobu jako konzistentní šum). Pohyblivý vertikální kurzor označuje sled událostí v čase a jak se od sebe signály akusticky liší. Z vyobrazení je patrná největší intenzita poslední rázové vlny, která trvá už od února letošního roku. Od doby prvního až po poslední měření urazila sonda přibližně 400 milionů kilometrů.

Grafické zobrazení časového průběhu rázových vln a jejich intenzity.

Grafické zobrazení časového průběhu rázových vln a jejich intenzity.
Zdroj: NASA/JPL-Caltech

Zatím netušíme, co způsobilo tak dlouhé trvání třetí rázové vlny. Neznáme ani přesnou rychlost jejího šíření a šířku vlny. Tyto problémy stojí u zrodu nové vědní disciplíny, které se v současnosti začínají věnovat celé vědecké týmy – detekce rázových vln plazmatu v mezihvězdném prostředí. Výzkum Slunce i okolních hvězd dostal zásadní nový impuls díky sondě, která je od nás dál než cokoli, co jsme kdy vytvořili.

Snímek Voyageru 1 v rádiovém pásmu pořízený 21. února 2013 za pomoci sítě deseti radioteleskopů VLBA (Very Long Baseline Array) táhnoucí se v délce 8 000 km od Havaje po Panenské ostrovy. V době snímkování byl od nás Voyager 1 18,5 miliard kilometrů. Snímek má rozměr 0,5 úhlové vteřiny.

Snímek Voyageru 1 v rádiovém pásmu pořízený 21. února 2013 za pomoci sítě deseti radioteleskopů VLBA (Very Long Baseline Array) táhnoucí se v délce 8 000 km od Havaje po Panenské ostrovy. V době snímkování byl od nás Voyager 1 18,5 miliard kilometrů. Snímek má rozměr 0,5 úhlové vteřiny.
Zdroj: NRAO/AUI/NSF

Zdroje informací:
http://www.jpl.nasa.gov/
http://phys.org/

Zdroje obrázků:
http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-430
http://phys.org/news/2014-09-baseline-array-radio-image-voyager.html

Další data sondy Voyager 1 z mezihvězdného prostředí, 2.5 out of 5 based on 16 ratings
Pin It
(Visited 3 315 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 2.5/5 (16 votes cast)
(Visited 3 315 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


7 komentářů ke článku “Další data sondy Voyager 1 z mezihvězdného prostředí”

  1. Steve napsal:

    Diky za znamenitý článek. Dlouhé putování Voyageru 1, který má za sebou 2 světelné roky i sesterských sond mě nepřestává fascinovat. Na jednom webu jsem viděl infografiku, že každá z těch 4 sond míří úplně jiným směrem od Země. Je hrozná škoda, že v průběhu desetiletí za nimi neposlali další modernější sondy s novými přístroji a různými detektory, včetně kvalitní kamery, abychom i viděli, jak to vypadá v mezihvězdném prostoru za sluneční soustavou, jaké je tam složení mezihvězdného prostoru, jaká tam je teplota a druhy záření.

    Pokud byl Voyager pomocí gravitačního praku uveden na takto vysokou rychlost, chápu to tak, že ty 2 ly urazil už jen setrvačností a určitě v mezihvězdném prostoru bude jiná hustota, plyny a nějaké další látky v tom prostoru, takže nemůže snad mít tato sonda svojí rychlost konstantní a do nekonečna ? Jednou se v té naší galaxií musí přece zastavit ? Další věc, která mě udivuje je, že během té cesty nenarazil do sondy nějaký asteroid, planetka nebo nějaký úlomek, když v tom pásu na konci sluneční soustavy je toho vesmírného kamenného smetí nejvíc ?

    • Dušan Majer napsal:

      Hezký den,
      jen pár upřesnění – Voyager 1 určitě není 2 světelné roky daleko. Jeho aktuální vzdálenost je cca. 18 světelných hodin.
      Od dob Voyagerů jsme vypustili jednu další družici, která má únikovou rychlost pro opuštění naší soustavy je to New Horizons, která proletí příští rok kolem Pluta.
      V mezihvězdném prostoru je de facto vakuum, stejně jako ve Sluneční soustavě. Mluvit o nějaké hustotě plynů je bezpředmětné.
      Až sonda opustí naši Sluneční soustavu, bude kroužit kolem jádra Galaxie – stejně jako kolem něj krouží Sluneční soustava.
      Vzdálenosti mezi objekty v těchto vzdálených částech Sluneční soustavy jsou nepředstavitelné. Je jich tam sice ohromné množství, ale pokud si představíme ohromnou plochu této imaginární koule, tak nám vyjde velký rozptyl objektů, které od sebe dělí ohromné vzdálenosti-

    • gubarev napsal:

      Já děkuji, že se vám líbil, je to fakt úžasné, že je neustále funkční, a že ho i při tak nepatrném signálu dokáží stanice DSN pořád zachytit. Jenom zkusím s dovolením upravit jednu chybku, co se vám tam vloudila. Ke světelnému roku má Voyager bohužel ještě hrozně daleko…

      (Budu zaokrouhlovat, tady nám na nějakém kilometru nesejde:))Sonda se od nás teď nachází necelých 20 miliard km, to je přibližně 131 au. Jeden světelný rok má 1 ly = 9 460 730 472 580 800 m ≈ 9,46 × 10^15 m (zaokrouhleno přibližně 10 bilionů km.)převedeno zpět na astronomické jednotky je 1 ly = +/- 63 240 au. Takže mu potrvá necelých 18 tisíc let, než mine hranici 1 sv. roku od nás. Za přibližně 40 000 let by měl minout hvězdu Gliese 445, která je od Slunce asi 1,6 ly. Oni se bohužel ani děti dětí našich dětí nedožijí momentu, kdy se dostane do oblasti Oortova oblaku. To by se mělo stát za +/- 250 – 350 let. Než tuto oblast přeletí, potrvá mu to přibližně 30 000 let. Oortův oblak začíná asi 50 000 au od Slunce. Uff, jsou to pro nás „neveselá“ čísla…

      Ke druhému odstavci: ano, letí už dlouho strvačností a zřejmě poletí donekonečna, neboť jak už z předchozího odstavce vyplývá, vzdálenosti jsou to obrovské, takže šance, že by se s něčím srazil je takřka nemožná. Ale o jeho další osud se postarají spíše mikrometeoroidy, drobné prachové částice, kterých je v kosm. prostoru přeci jen víc. V Oortově oblaku jsou sice biliony kometárních jader, ale jde o oblasti tak rozlehlé, že průměrné vzdálenosti mezi dvěma tělesy jsou +/- Země – Saturn. I v Kuiperově pásu jsou ty vzájemné vzdálenosti sousedních objektů obrovské.

      • Benga napsal:

        Možná bych jen poopravil, že Gliese 445 je od nás nějakých 17ly…;-)

        • gubarev napsal:

          Jasně, díky za upozornění. Trochu přečíslováno a přečárkováno na tak krátký text :-), ta d. čárka tam být neměla.

      • Steve napsal:

        Velmi děkuji za vaše vysvětlení i pana Majera. Vysvětlím, kde se vzala moje mýlka. Vycházel jsem ze zprávy, že Voyager již je na hranici sluneční soustavy. Na nějakém astronomickém webe byla infografika sluneční soustavy, že její vliv je do délky 2 ly, zřejmě jsem si spletl 2 pojmy – Voyager je pouze na nějakém planetárním okraji, ale pořád před Oortovým rozsáhlým pásem a teprve daleko za ním, končí fakticky sluneční soustava a to jsou ty 2 ly. Novináři by neměli říkat, že je na konci sluneční soustavy, když gravitace slunce se táhne až za Oortův pás. K Proxima Centaury je něco přes 4 ly a vzpomněl jsem si, že tvrdili, že urazit tuto vzdálenost i velmi rychlé kosmické lodi na jaderný pohon by trvalo cca 50 000 let.

        • Dušan Majer napsal:

          To je právě ten kámen úrazu, na který upozorňuju už dlouho. Určit, kde se nachází konec Sluneční soustavy je strašně těžké. Jisté je, že Voyager je momentálně v mezihvězdném prostoru. Ale to je opět pouze námi vytvořený termín, který zachycuje fakt zakládající se pouze na jedné veličině. Pokud se podíváme na gravitaci, tak Sluneční soustava sahá mnohem dál. Dochází tak k paradoxu, kdy sonda vstoupila do mezihvězdného prostoru, ale je stále ve Sluneční soustavě :-D.

Zanechte komentář