Voyager 2 odsłania tajemnice leżące za rubieżą heliosfery

Magazyn „Nature Astronomy” opublikował dotąd co najmniej pięć prac badawczych zawierających wnioski z analizy danych przesyłanych przez sondę Voyager 2, uzyskanych już po ogłoszonym rok temu wkroczeniu statku w przestrzeń międzygwiezdną. Wystrzelony w 1977 roku obiekt, jako druga z ziemskich sond, opuścił heliosferę – obszar przeważającego wpływu promieniowania Słońca i jego pola magnetycznego. Zajmujący się misją naukowcy oficjalnie potwierdzili przejście Voyagera 2 „na drugą stronę” w terminie 5 listopada ubiegłego roku, posiłkując się wskazaniami instrumentów pokładowych rejestrujących wartości promieniowania kosmicznego, pola magnetycznego i plazmy wokół sondy.

Sonda wypadła wówczas ze sfery oddziaływania gorącej plazmy o niskiej gęstości (kojarzonej z wpływem wiatru słonecznego), osiągając rejon znacznie zimniejszej, gęstszej materii pochodzącej z przestrzeni międzygwiezdnej. Podobnych odczytów dostarczył swego czasu Voyager 1, przedostając się poza heliosferę w 2012 roku. Niemniej jednak Voyager 2 dysponuje szerszym zasobem instrumentów, które umożliwiają pierwsze w historii badania zjawisk fizycznych zachodzących na ścisłym pograniczu Układu Słonecznego.

Tym, co do tej pory udało się ustalić, jest przede wszystkim zaskakująca specyfika heliopauzy, która nie jest – jak pierwotnie sądzono – stopniowo i łagodnie zanikającym obszarem oddziaływania Słońca oraz mieszania się promieniowania, a raczej ściślej określoną, wyodrębnioną granicą oddzielającą osobne strefy wpływu. Jak twierdzą obecnie naukowcy obsługujący sondę Voyager 2, wiatr słoneczny nie ulega stopniowemu zanikaniu w miarę wkraczania w przestrzeń międzygwiezdną, lecz przejście następuje w sposób nagły (gwałtowny skok gęstości plazmy oraz nasilenie pola magnetycznego), na wzór „zderzenia” z granicą sformowaną przez oddziaływanie materii międzygwiezdnej.

Jak dotąd potwierdzono, moment opuszczenia Układu Słonecznego przez sondę Voyager 2 nastąpił w odległości 119.7 jednostek astronomicznych (czyli niemal 120 razy tyle, ile dzieli Ziemię od Słońca - blisko 18 mld km). Voyager 1 z kolei przekroczył heliopauzę, mając na koncie 122,6 AU – nastąpiło to jednak po innej trajektorii. W każdym razie porównanie tych wielkości skłoniło naukowców do stwierdzenia, że heliosfera jest względnie symetryczna (a przynajmniej w zakresie relacji dwóch punktów, do których dotarły sondy Voyager – wieńczących bardzo zbliżone długością promienie Układu Słonecznego).

Oprócz wcześniej wskazanych wniosków, badacze misji sond Voyager podkreślili również zmienność i fluktuację zasięgu oddziaływania heliosfery (m.in. w obliczu zmian aktywności słonecznej). Słoneczne pole oddziaływania na przemian kurczy się i rozszerza, postępując zgodnie z 11-letnim cyklem aktywności gwiazdowej. W 2012 roku – gdy heliopauzę przekroczył pierwszy Voyager – notowano maksimum słoneczne. Obecnie natomiast – przy okazji badań Voyagera 2 - wkraczamy w minimum. Ponadto zmianie ma ulegać też „grubość” samego pogranicza – heliopauza zatem również może ulegać kurczeniu i rozszerzaniu, zależnie od warunków i natężenia promieniowania.

Wyprawy obu sond Voyager nadal trwają – już znacznie ponad 40 lat. Wystrzelone w 1977 roku w odstępie zaledwie 16 dni, zasilane plutonowymi ogniwami sondy mają być w stanie działać jeszcze szacunkowo przez 5 lat. Dotychczasowy czas ich funkcjonowania jest i tak przeszło dwa razy dłuższy, niż pierwotne przewidywania z momentu startu obu misji.

Sondy konsekwentnie oddalają się od Ziemi w odległe rejony graniczące z Układem Słonecznym. Voyager 1 przemieszcza się z prędkością ponad 60 tys. km/h, natomiast nieco wolniejszy Voyager 2 osiąga ponad 55 tys. km/h.