Де закінчується Сонячна система?. "Вояджер-1" - єдиний зроблений людиною об'єкт, який прославився тим, що вирвався за межі "космічного дому" своїх творців - Сонячної системи.

Причому, як мінімум, двічі. Де він зараз? Технічно, все ще в ній, передає Ukr.Media.

Перші сенсаційні повідомлення про те, що автоматичний зонд "Вояджер-1" (Voyager-1), запущений НАСА ще в 1977 році для дослідження Юпітера і Сатурна, покинув Сонячну систему, з'явилися в березні 2013 року.

Американський геофізичний союз (AGU) - некомерційне товариство, що займається дослідженнями Землі і космосу, - випустив прес-реліз, в якому посилався на раптові зміни космічного випромінювання.

Всього через кілька годин, після коментаря безпосередньо працюють над проектом вчених НАСА про те, що вони нічого такого стверджувати не можуть, експерти AGU пішли назад. Вони змінили прес-реліз, вказавши тепер, що апарат "увійшов у новий космічний регіон", і зізналися у спробах зробити висновки своїх спостережень зрозумілими широкій публіці.

Подібні повідомлення з'являлися ще кілька разів кожні пару місяців, поки через півроку фахівці НАСА фактично не підтвердили всі попередні заяви. Нарешті було офіційно оголошено, що зонд увійшов в міжзоряний простір ще роком раніше - 25 серпня 2012 року.

ЗМІ знову не змогли відмовити собі в гучних заголовках, гласивших, що "Вояджер" покинув Сонячну систему, і були не зовсім неправі. Проте в матеріалах НАСА досі таких сміливих тверджень немає - більш того, згідно з ним, ніхто з нас не доживе до того моменту, коли це безперечно стане реальністю.

Де закінчується Сонячна система?

Як завжди, це питання термінології - все залежить від того, що саме вважати Сонячною системою.

У звичному розумінні вона складається з обертаються навколо нашої зірки восьми планет (Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун), їх супутників, пояси астероїдів між орбітами Марса і Юпітера), безлічі комет, а також поясу Койпера.

В ньому знаходяться, в основному, малі тіла, що залишилися від утворення Сонячної системи, і кілька карликових планет (у їх числі Плутон, який трохи більше десятиліття тому був розжалуваний у цю категорію із звичайних планет). Пояс Койпера по суті схожий на пояс астероїдів, але значно перевершує останній в розмірах і масі.

Правовласник ілюстрації NASA

Image caption Космічний апарат, який полетів до Землі далі всіх, був запущений 40 років тому

Щоб уявити собі масштаби цієї частини сонячної імперії, прийнято використовувати астрономічні одиниці (а.е.) - одна одиниця дорівнює приблизно відстані від Землі до Сонця (близько 150 млн км, або 93 млн миль).

Остання планета - Нептун - віддалена від зірки на відстань близько 30 а.е. До пояса Койпера - 50 а.е.

Додайте до цього ще трохи більше 70 астрономічних одиниць - і ми підходимо до першої умовної межі Сонячної системи, яку і перетнув "Вояджер", - зовнішньої межі геліосфери.

Все вищеописане - планети, пояс Койпера і простір за ним - знаходиться під впливом сонячного вітру - безперервного потоку заряджених частинок (плазми), вихідного від сонячної корони.

Цей постійний вітер формує навколо нашої системи якусь подобу витягнутого міхура, який "витісняє" міжзоряну середовище і називається геліосферою.

По мірі віддалення від Сонця швидкість руху заряджених частинок знижується, оскільки вони стикаються з усе більшим протидією натиском міжзоряного середовища, в основному складається з хмар водню і гелію, а також більш важких елементів, наприклад вуглецю, пилу (всього близько 1%).

Коли сонячний вітер різко сповільнюється і його швидкість стає менше швидкості звуку, настає перша межа геліосфери, звана кордоном ударної хвилі (по-англійськи - termination shock). "Вояджер-1" перетнув її ще в 2004 році (його брат-близнюк "Вояджер-2" - 2007) і, таким чином, увійшов в область під назвою гелиощит (heliosheath) - якесь "переддень" Сонячної системи. У просторі гелиощита сонячний вітер починає взаємодіяти з міжзоряному середовищем, і їх тиск один на одного збалансовано.

Як вчені зрозуміли, що "Вояджер-1" подолав геліопаузу?

Оскільки "Вояджер" досліджує простір, раніше ніким не звідані, зрозуміти, де саме він знаходиться - досить складне завдання.

Вченим доводиться орієнтуватися на дані, які з допомогою сигналів зонд передає на Землю.

"Ніхто до цього ніколи не був в міжзоряному просторі, тому це все одно що подорожувати з допомогою неповних путівників", - пояснював науковий співробітник проекту "Вояджер-1" Ед Стоун.

Коли інформація, отримана від апарату, стала вказувати на зміну навколо нього середу, вчені вперше заговорили про те, що "Вояджер" близький до виходу у міжзоряний простір.

Отже, "Вояджер-1" вибрався за межі найбільш густонаселеній" частини Сонячної системи і зараз знаходиться в 137 астрономічних одиницях, або 20,6 млрд км від Землі. 

Так коли ж він нарешті остаточно покине систему? За розрахунками НАСА, приблизно через 30 тисяч років.

Справа в тому, що Сонце, акумулюючи в собі переважну частину маси всієї системи - 99%, поширює свій гравітаційний вплив далеко за межі поясу Койпера і навіть геліосфери.

Приблизно через 300 років "Вояджер" повинен зустрітися з Хмарою Оорта - гіпотетичної (тому що ніхто ніколи його не бачив і вчені мають лише теоретичне уявлення про нього) сферичної областю, що оперізує Сонячну систему.

В ній живуть", притягуючись до нашої зірці, в основному крижані об'єкти, що складаються з води, аміаку й метану, - вони, за версією вчених, спочатку сформувалися набагато ближче до Сонця, але потім були витіснені на задвірки системи гравітацією планет-гігантів. На те, щоб звернутися навколо нас, їм потрібні тисячоліття. Вважається, що деяким з цих об'єктів вдається потрапити назад, - і тоді ми помічаємо їх у формі комет.

Одні з недавніх прикладів - комети C/2012 S1 (ISON) і C/2013 A1 (Макнота). Перша розпалася після проходження повз Сонця, друга пройшла поблизу Марса і покинула внутрішню область системи.

Гіпотетична межа Хмари Оорта і є остання межа Сонячної системи - межа гравітаційного могутності нашої зірки, або сфера Хілла.

За межами Хмари Оорта немає нічого - тільки світло, що виходить від Сонця і подібних їй зірок.

Через кілька років вчені почнуть поступово відключати прилади "Вояджера-1". Останній, як очікується, припинить працювати близько 2025 року, після чого зонд буде відправляти дані на Землю ще кілька років, а потім продовжить свою подорож в тиші.

Щоб досягти меж сфери Хілла, сонячного світла, перемещающемуся з максимально відомої нам швидкістю, потрібно близько двох років. До найближчої до нас зірки - Проксима Центаври - він доходить приблизно за чотири роки. "Вояджеру", якби його шлях пролягав до неї знадобилося б понад 73 тисяч років.

Місія "Вояджерів"

  • Незважаючи на назву, першим був запущений "Вояджер-2" - 20 серпня 1977 року. "Вояджер-1" стартував 5 вересня того ж року
  • Офіційна місія зондів полягала у вивченні Юпітера і Сатурна

Правовласник ілюстрації Science Photo Library

Image caption Знімок Європи - одного із супутників Юпітера, зроблений "Вояджером-2"

  • Апаратам вдалося вивчити і зробити фотографії Юпітера, Сатурна, Урану і Нептуна і їх супутників, а також провести унікальні дослідження системи кілець Сатурна і магнітних полів планет-гігантів
  • "Вояджер-1" потім приступив до своєї "міжзоряної місії" і став самим далеким від Землі об'єктом, якого торкався людей. Тепер у його завдання входить дослідження геліопаузи і середовища за межами впливу сонячного вітру. "Вояджер-2" у найближчі роки також повинен перетнути геліопаузу
  • На борту обох "Вояджерів" є так звані Золоті платівки із записом звукових і відеосигналів. На них відтворена карта пульсарів з відміткою положення Сонця в Галактиці - на випадок якщо знайшов її захоче нас знайти. Крім того, фахівці включили в запису все, що на їхню думку, треба знати представникам позаземного життя про людство: фотографії, привітання на 55 мовах, у тому числі давньогрецькою, телугу і на кантонському діалекті, звуки земної природи (вулкани і землетруси, вітер і дощ, птиці і шимпанзе, людські кроки, стукіт серця, сміх), а також музичні твори - від Баха і Стравінського до Чака Беррі і Блайнд Віллі Джонсона і традиційних співів.