Жуткие звуки межзвездного пространства, записанные космическим кораблем Voyager-1

Путешествуя за границами гелиосферы (защитной электромагнитной оболочки солнечной системы) аппарат Voyager-1 открывает для человечества уникальную возможность по исследованию и изучению межзвездного пространства.

Как звучит межзвездная пустота? Вопрос странный, но теперь, благодаря одному маленькому и отважному путешественнику мы знаем точный ответ. Voyager-1 — один из двух космических кораблей- близнецов NASA, запущенных 44 года назад, и теперь самый далекий созданный человеком объект в космосе — все еще работает и продолжает удаляться в бесконечность.

До недавнего времени все космические аппараты в истории производили все свои измерения внутри нашей гелиосферы, магнитного пузыря, созданного Солнцем. Но 25 августа 2012 года Voyager-1 изменил это. Когда он пересек границу гелиосферы, он стал первым созданным человеком объектом, который вошел в межзвездное пространство и начал его исследование. Теперь, когда прошло восемь лет межзвездного путешествия, внимательное изучение данных Voyager-1 дает новое понимание того, на что похожа эта граница.

Если наша гелиосфера — это корабль, плывущий по межзвездным водам, то Voyager-1 — это небольшой плот, который только что сбросили с палубы, чтобы исследовать течения. На данный момент любые волнения, которые, возникают в основном из-за нашей гелиосферы. Но дальше он будет ощущать движение от объектов в глубоком космосе. В конце концов, присутствие нашей гелиосферы полностью исчезнет из результатов измерений.

Жуткие звуки межзвездного пространства, записанные космическим кораблем Voyager-1

Источник: NASA

На этой иллюстрации от октября 2018 года показано положение зондов Voyager-1 и Voyager-2 относительно гелиосферы. Voyager-1 пересек гелиопаузу, или край гелиосферы, в 2012 году. Voyager-2 войдет в межзвездное пространство уже в следующем месяце — ноябре 2018 года. 

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, сообщает о том, что может быть первым непрерывным измерением плотности вещества в межзвездном пространстве. Когда кто-то изображает материю между звездами — астрономы называют это "межзвездной средой", рассредоточенный суп из частиц и излучения, — можно представить себе спокойную, безмолвную, безмятежную среду. Это было бы ошибкой.

Как и океан, межзвездная среда наполнена турбулентными волнами. Самый крупный из них связан с вращением нашей галактики, когда космос размазывается по самому себе и излучает волны в десятки световых лет в поперечнике. Меньшие (хотя и гигантские) волны несутся от взрывов сверхновых, простираясь на миллиарды километров от гребня к гребню. Самая маленькая рябь обычно исходит от нашего Солнца, поскольку солнечные извержения посылают через космос ударные волны, которые пронизывают оболочку нашей гелиосферы.

Эти грохочущие волны дают представление о плотности межзвездной среды — величине, которая влияет на наше понимание формы нашей гелиосферы, формирования звезд и даже нашего собственного местоположения в галактике. Когда эти волны отражаются в пространстве, они вызывают колебания электронов вокруг себя, которые излучают с характерными частотами, зависящими от того, насколько они скомпонованы. Чем выше высота этого звонка, тем выше плотность электронов. Подсистема плазменных волн Voyager-1, которая включает в себя две антенны "кроличьи уши", торчащие на 10 метров позади космического корабля, была разработана, чтобы улавливать этот звон.

В ноябре 2012 года, через три месяца после выхода из гелиосферы, Voyager-1 впервые услышал межзвездные звуки. Через полгода появился еще один "свист", на этот раз более громкий и более высокий. Межзвездная среда, казалось, быстро становилась толще. Эти кратковременные свистки продолжаются через нерегулярные интервалы в данных Voyager и сегодня. Это отличный способ изучить плотность межзвездной среды, но это требует некоторого терпения.

Жуткие звуки межзвездного пространства, записанные космическим кораблем Voyager-1

Источник: NASA

Иллюстрация космического корабля Voyager-1, на котором показаны антенны, используемые подсистемой плазменных волн и другими приборами. 

Ученые намеревались найти текущую меру плотности межзвездной среды, чтобы заполнить пробелы — такую, которая не зависит от случайных ударных волн, распространяющихся от Солнца. После фильтрации данных Voyager-1 и поиска слабых, но последовательных сигналов исследователи нашли многообещающего кандидата. Они начали набирать обороты в середине 2017 года, как раз во время очередного свистка.

Ученые называют новый сигнал излучением плазменной волны, и он, похоже, тоже отражает плотность межзвездного пространства. Когда в данных появляются резкие свистки, тон излучения повышается и понижается вместе с ними. Сигнал также похож на сигнал, наблюдаемый в верхних слоях атмосферы Земли, который, как известно, отслеживается с учетом плотности.

Судя по сигналу, электронная плотность вокруг Voyager-1  начала расти в 2013 году и достигла своего текущего уровня примерно в середине 2015 года. В настоящее время исследователи пытаются разработать физическую модель образования плазменной волны, которая будет ключевой для ее интерпретации. Тем временем подсистема плазменных волн Voyager-1 продолжает отправлять данные все дальше и дальше от дома, где каждое новое открытие может заставить нас переосмыслить наш дом в космосе.

Читайте также

Учёные предположили, что загадочные нейтрино могли определить судьбу Вселенной после Большого взрыва

Учёные предположили, что загадочные нейтрино могли определить судьбу Вселенной после Большого взрыва

Cowboy Space хотят запустить 20 000 космических дата-центров для ИИ — на собственной ракете высотой 86 метров

Cowboy Space хотят запустить 20 000 космических дата-центров для ИИ — на собственной ракете высотой 86 метров

Китайские учёные нашли способ превращать атмосферу Марса в топливо для будущих колоний

Китайские учёные нашли способ превращать атмосферу Марса в топливо для будущих колоний

У Земли может быть несколько лун одновременно — астрономы готовятся искать скрытые спутники

У Земли может быть несколько лун одновременно — астрономы готовятся искать скрытые спутники

Астрономы обнаружили гамма-всплеск, который продолжался почти месяц — его источник остаётся загадкой

Астрономы обнаружили гамма-всплеск, который продолжался почти месяц — его источник остаётся загадкой

Самарские студенты создадут рой пикоспутников на орбите без топлива

Самарские студенты создадут рой пикоспутников на орбите без топлива

Что происходит со спутником, когда у него заканчивается топливо: почему он не падает на Землю?

Что происходит со спутником, когда у него заканчивается топливо: почему он не падает на Землю?

Чёрные дыры могут разрываться на части: физики нашли условия для их разделения

Чёрные дыры могут разрываться на части: физики нашли условия для их разделения

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Не только чума: семь самых смертоносных эпидемий и пандемий в истории человечества

Не только чума: семь самых смертоносных эпидемий и пандемий в истории человечества

Робот-насекомое отскакивает от стен и не боится мухобоек

Робот-насекомое отскакивает от стен и не боится мухобоек

В МАИ разрабатывают карту допустимых повреждений для лопаток авиадвигателей

В МАИ разрабатывают карту допустимых повреждений для лопаток авиадвигателей

Микропластик в чае: чайные пакетики не так безобидны, как можно подумать

Микропластик в чае: чайные пакетики не так безобидны, как можно подумать

Apple представила MacBook Pro и iMac с процессором M6

Apple представила MacBook Pro и iMac с процессором M6