Личен поглед към Вселената и астрономията (актуализиран в събота)

Събота, 26 ноември 2011 г.

Да смело да вървим.

В неделя, 21 август 1977 г., в клубното барбекю Muni прочетох развълнувано новината за изстрелването на сондата Voyager 2, която започна своята Голяма обиколка на Слънчевата система. Новината беше илюстрирана от размазана снимка на ревяща ракета сред облак от горящо гориво. Бях на 12 години. Моята колекция от изрезки от астрономически и космически изследвания започва през декември 1977 г., подозирам, че предизвикана от любопитството, което пътуването на Вояджър предизвика в мен (Вояджър 1, близнакът на Вояджър 2, излетя няколко седмици по-късно).

По това време разбрахме за тези неща на следващия ден. Днес е различно, разбира се. Днес, например, днес, събота 26 по обяд, ще можем да видим стартирането на Curiosity на живо в мрежата, новия робот (това не е малък робот) ще изследва Марс. И можем да следим изследването на планети, астероиди, комети, луни в почти реално време. Години наред следвах приключенията на Вояджърите, доколкото можах. Снимките във вестника бяха жалки и нямаше много други източници на информация. Но ах! списанието на Националното географско общество донесе невероятни пълноцветни изображения на хипнотичните облаци на Юпитер, на неговите спътници, които внезапно станаха светове.

ноември

Къде са днешните Вояджъри, които завършиха планетарното си проучване преди толкова много години? Колкото и невероятно да звучи, тези двама борещи се малки роботи все още работят. Днес те се намират в пределите на Слънчевата система. Voyager 2, 32 години, 4 месеца и 17 дни след началото на своето междузвездно пътуване, е на 14,9 милиарда километра от Земята, което е около 100 пъти по-голямо от разстоянието, което ни отделя от Слънцето. години и продължават да комуникират с тях, използвайки огромната антена Goldstone, която направи радарното сканиране на астероида YU55 от 2005 г. преди няколко дни. Комплексът за комуникация в дълбокия космос Goldstone е част от мрежата за дълбоко пространство, Дълбоко космическа мрежа, име, което винаги ми се е струвало чудесно. "Къде работиш?" „В мрежата на дълбокия космос“. Уф.

Връщайки се към Voyager 2. Миналата седмица бяхте помолени да изключите първокласните си двигатели и да включите резервните си двигатели. Това ще спести няколко вата мощност, което ще го запази за години напред. Радиосъобщението с инструкциите, пътуващо със светлинна скорост, отне повече от половин ден, за да достигне сондата. Повече от ден по-късно инженерите получиха отговора, заявявайки, че Voyager 2 успешно е извършил смяната на двигателя. Първите хамали бяха стреляли 318 000 пъти, заслужаваха почивка. Резервните никога не са били използвани по време на полета и са работили перфектно веднага щом са били включени. Мечта на всеки инженер.

Казах ли, горе, пътуване междузвезден? Да: междузвездно пътуване; не беше грешка. След като завършиха основната си мисия за изследване на гигантските планети на нашата Слънчева система, и двамата Вояджъри днес са междузвездни космически кораби. Те имат достатъчно скорост, за да избягат от мощното влияние на Слънцето и са на път да излязат от това, което би могло да се нарече границата на Слънчевата система. Слънчевият вятър, който бушува с близо 400 км/сек във височината на Земята, губи силата си, когато се отдалечава от Слънцето. Някъде, бутайки срещу тънкия газ, който изпълва междузвездното пространство, слънчевия вятър! спира! Преди около година Voyager 1 съобщи, че радиалната скорост на слънчевия вятър е нула. Нула. Нищо. Само струйка "отстрани", вероятно част от един вид "опашка", образувана от движението на Слънцето в Галактиката.

Когато бърза течност се разпространи в средата на по-бавна течност, тя в крайна сметка спира. Там, където спира, се случва нещо странно: течността продължава да идва отзад. Така се забавя, трупа се, става плътно и горещо. Образува се „ударна вълна“, която на английски се нарича терминационен шок. Тази ударна вълна обгръща балончето на слънчевия вятър, хелиосфера. Самият балон се движи заедно със Слънцето около Галактиката, изтласквайки слабия междузвезден газ, който образува а лък шок, събуждане като това, образувано от лодка, когато бута вода. Понастоящем и двамата Вояджъри са в този междинен регион. Преди няколко месеца Voyager 1 съобщи, че открива нещо неочаквано: изглежда този междинен регион, heliosheath, това е пяна от газове и магнитни полета, които образуват турбулентна структура. Сякаш слънчевата система е пътувала през Галактиката, обгърната от тези филми от мехурчета.

Достатъчно лесно е да направите домашна демонстрация на това, което се случва със слънчевия вятър в загубената му битка срещу междузвездната среда. Всичко, от което се нуждаете, е кухненската мивка с малко вода и струйка от чешмата. Падащата вода се сблъсква с басейна и се разширява радиално много бързо, образувайки тънък лист вода. Когато се отдалечава от центъра, той губи сила, докато спре да се натиска срещу неподвижната вода. Неподвижната вода представлява междузвезден газ. Разпространяващият се поток е слънчевият вятър. Можете ясно да видите ударната вълна, терминационен шок където водата се трупа. Това е границата, която Вояджърите преминаха. Единственото нещо, което ни липсва, е магнитното поле на Слънцето, а също така водата няма електрически заряд, което изглежда е това, което образува мехурчетата. Но ако малко увеличим потока на струята, след прекратяването на удара се образува хубав турбулентен слой, пълен с пяна, където слънчевият вятър и междузвездната среда се смесват.

Всички тези граници са напълно невидими в нашата Слънчева система и доскоро бяха предположения. Пътешествениците ги наблюдават за първи път с техните магнитни инструменти. Но в други системи, или защото звездата е супер енергична, или защото междузвездната среда е по-плътна и по-ярка, тези структури могат да се видят ясно. Изображението, илюстриращо уебсайта Voyager, се основава на това наблюдение на звездата Zeta Ophiuchi, направено от космическата обсерватория WISE. Zeta Oph е тежка категория, син супергигант, който е вграден в плътен облак от газ и прах, през който се движи с невероятната скорост от 87 хиляди километра в час. Комбинацията от тези три неща допринася за образуването на a лък шок видима, ярка, плътна ударна пътека, която може да бъде изобразена в инфрачервена светлина.

След още няколко години двамата Вояджъри ще прекосят хелиопауза и влязоха изцяло в студеното междузвездно пространство и те ще продължат да ни изпращат своите наблюдения, първите директни измервания на целия този регион, който, както можете да си представите, е доста предположен. Ядрените му батерии ще свършат до 2025 г. Но нищо няма да ги спре. Те неизбежно ще продължат да пътуват сред звездите, първите ни изследвания извън пределите на Слънчевата система. Да отиде смело там, където никой мъж не е ходил досега.

Снимката на Z Oph е от NASA/JPL/WISE. Илюстрацията на хелиосферата е базирана на тази от JPL, коментирана от мен. Другите илюстрации са мои. Заглавието и крайната фраза са от „Стар Трек“; Не поемам отговорност за отделянето на инфинитива.