Zvětšit obrázek

Je už více než 130 astronomických jednotek daleko a tak musíme vzít za vděk představou výtvarníka. Kredit: NASA/JPL

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.

Zvětšit obrázek

Naše bezprostřední (mezi)hvězdné okolí. Kredit: NASA/Goddard/Adler/U. Chicago/Wesleyan

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.

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.

Don A. Gurnett, University of Iowa, astrofyzik, expert na plasmu
mezihvězdného prostoru.

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.

Zvětšit obrázek

Ed Stone před "svým" Voyagerem v době, kdy byl ředitelem JPL. Kredit: NASA

„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.

Video: Tři naměřené rázové vlny v mezihvězdném prostředí.

Zvětšit obrázek

Grafické zobrazení časového průběhu rázových vln a jejich intenzity.

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.

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.

Zvětšit obrázek

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. Kredit: NRAO/AUI/NSF. Zdroj

Video: Dlouhá cesta sond Voyager do mezihvězdného prostoru.

Zdroje informací:
http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-430
http://voyager.jpl.nasa.gov/where/
http://phys.org/news/2014-09-baseline-array-radio-image-voyager.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Voyager_1

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