เซ็กซี่บาคาร่า ยานสำรวจโวเอเจอร์แฝดยังคงช่วยเราตรวจสอบตำแหน่งของเราท่ามกลางดวงดาวโดย CHARLIE WOOD | เผยแพร่เมื่อ 7 พฤศจิกายน 2019 16:00 น ศาสตร์ ภาพประกอบยานอวกาศโวเอเจอร์ออกจากเฮลิโอสเฟียร์
Voyager 1 และ Voyager 2 เป็นยานอวกาศเพียงลำเดียวที่สัมผัสฟองอากาศที่ล้อมรอบดวงอาทิตย์
ยานอวกาศโวเอเจอร์ 2 ใช้เวลามากกว่าสี่ทศวรรษในการท่องลมสุริยะออกจากดวงอาทิตย์และออกสู่กาแลคซี จากนั้นภายในเวลาไม่ถึงวัน โพรบก็ระเบิดจากฟองอากาศปกป้องดวงอาทิตย์ของเราออกสู่ทะเลระหว่างดวงดาวที่มีอนุภาคต่างดาว
รูปร่างที่แน่นอนของฟองนั้น—ซึ่งขับไล่ประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ของรังสีคอสมิกที่เป็นอันตราย—และวิธีที่ด้านในผสม (หรือไม่ผสม) กับภายนอก เป็นคำถามที่สร้างปัญหาให้กับนักวิจัยมานานหลายทศวรรษ พวกเขามองเห็นทางอ้อมของขอบสนามหลังบ้านในจักรวาลของเราด้วยคลื่นวิทยุและการสังเกตการณ์อื่นๆ แต่การติดต่อโดยตรงครั้งแรกกับพรมแดนลึกลับนั้นเกิดขึ้นเมื่อยานโวเอเจอร์ 1 แล่นผ่านมันในปี 2555 ตอนนี้ยานโวเอเจอร์ 2 ซึ่งเข้าร่วมกับ ยานโวเอเจอร์ 2 ที่ ภายนอก เมื่อเดือนพฤศจิกายน ได้ให้รสชาติที่สอง ในตำแหน่งที่สอง หลังจากหนึ่งปีของการวิเคราะห์ นักวิจัยได้ตีพิมพ์ บทความชุดหนึ่งในวารสารNature Astronomy ให้รายละเอียดการวัดฟองสุริยะโดยตรงของยานโวเอเจอร์ 2 ที่ล้อมรอบเรา—ความรู้เชิงโครงสร้างเกี่ยวกับโครงสร้างทางกายภาพที่เป็นไปตามทฤษฎีล้วนๆ ขณะกำลังวางแผนภารกิจ
Donald Gurnettศาสตราจารย์กิตติคุณแห่งมหาวิทยาลัยโอไฮโอ
และผู้ตรวจสอบหลักของเครื่องมือวัดคลื่นพลาสม่า Voyager กล่าวว่า “เราไม่รู้เมื่อ 50 ปีที่แล้วว่าเคยมีพรมแดนอยู่ หรือไม่
ในขณะที่ภารกิจหลักของยานโวเอเจอร์นั้นเกี่ยวกับการสำรวจดาวเคราะห์ภารกิจที่ขยายออกไปนั้นมุ่งเน้นไปที่ระบบสุริยะโดยรวม นอกเหนือจากการส่องสว่างบนท้องฟ้าแล้ว ดวงอาทิตย์ยังพ่นลมสุริยะของอนุภาคที่มีประจุในทุกทิศทางด้วยความเร็วประมาณล้านไมล์ต่อชั่วโมง แม้ว่าเรามักจะคิดว่า “อวกาศ” ว่างเปล่า แต่แท้จริงแล้วลมนี้ทำให้ระบบสุริยะเต็มไปด้วยพลาสม่าบาง ๆ (ก๊าซที่ร้อนและมีพลังงาน) ซึ่งจะบางลงเมื่อลมพัดมาจากดวงอาทิตย์มากขึ้น “มันเหมือนกับการฉีดน้ำหอมเข้าไปในห้อง” Gurnett กล่าว
ในที่สุดโซลาร์พลาสมาจะบางมาก – ประมาณหนึ่งอิเล็กตรอนต่อลูกบาศก์ของรูบิก – ซึ่งไม่สามารถผลักสิ่งที่อยู่ในอวกาศระหว่างดวงดาวออกไปได้อีกต่อไป มีพลาสมาอยู่ที่นั่นด้วย และข้างนอกนั้นหนากว่าที่อยู่ภายในขอบเขตอิทธิพลของดวงอาทิตย์ประมาณ 20 เท่า ซึ่งเป็นโซนที่เรียกว่าเฮลิโอสเฟียร์ การเปลี่ยนแปลงที่เฉียบคมจากพลาสมาแบบบางเป็นพลาสมาแบบหนาเป็นสัญญาณบ่งชี้ว่างานฝีมือได้เข้าสู่อวกาศระหว่างดวงดาว “สิ่งที่เราวัดคือสนามหลังบ้านของเรา” Merav Opherนักฟิสิกส์พลาสมาที่มหาวิทยาลัยบอสตันซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องโดยตรงกับทีม Voyager กล่าว “เราไม่เคยอยู่นอกบ้านของเราในกาแลคซี่”
แต่ตอนนี้ ยานโวเอเจอร์กำลังออกไปในพื้นที่ใกล้เคียง
(ยานอวกาศอื่นๆ ที่เลิกใช้ก็เหมือนกัน แต่ยังไม่ได้รับข้อมูล) นักวิจัยกำลังเปรียบเทียบการวัดจากตำแหน่งที่เกี่ยวข้องและรวมทุกอย่างที่ทำได้เกี่ยวกับรูปร่างและพฤติกรรมโดยรวมของเฮลิโอสเฟียร์ . ตัวอย่างเช่นยานโวเอเจอร์ 1 สามารถจับพลาสมาระหว่างดวงดาวโดยอ้อมในขณะที่ยังคงอยู่ในเฮลิโอสเฟียร์ ซึ่งบ่งชี้ว่าดวงอาทิตย์สร้างกำแพงกั้นรอบระบบสุริยะ “มันเกือบจะเหมือนกับว่ามีใครเปิดหน้าต่างและเราก็มีวัตถุเกี่ยวกับดวงดาวอยู่ข้างหน้า [ขอบเขต]” Opher กล่าว
ในระหว่างการออกเดินทางของปีที่แล้ว ยานโวเอเจอร์ 2 ไม่รู้สึกถึงลมกระโชกแรงระหว่างดวงดาวใดๆ นอกจากนี้ยังมีลมสุริยะพัดผ่านไปจนถึงขอบ ซึ่งเป็นโซนที่ยานโวเอเจอร์ 1 รายงานว่าซบเซา
สิ่งที่น่างงกว่านั้นคือพฤติกรรมของสนามแม่เหล็ก ยานโวเอเจอร์ 2 สำรองการอ่านค่าแม่เหล็กที่ค่อนข้างขัดแย้งของยานโวเอเจอร์ 1 ซึ่งบ่งชี้ว่าสนามแม่เหล็กในพลาสมาสุริยะวางตัวในสนามแม่เหล็กในพลาสมาระหว่างดวงดาวอย่างราบรื่น แสดงให้เห็นสัญญาณเพียงเล็กน้อยของขอบเขต Opher กล่าวว่าปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการเชื่อมต่อใหม่อาจทำให้ทั้งสองฟิลด์หลอมรวม แต่โดยรวมแล้วเฮลิโอสเฟียร์นั้นไม่ง่ายอย่างที่บางคนหวังไว้ “เราไม่เข้าใจซองนั้นจริงๆ กำแพงที่แยกเราออกจากตัวกลางในอวกาศ” เธอกล่าว “มันเป็นองค์กรที่ซับซ้อนกว่าที่เราคิดไว้มาก”
เพื่อให้เรื่องซับซ้อนมากขึ้น เฮลิโอสเฟียร์ไม่ใช่ทรงกลมจริงๆ ดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านอวกาศด้วยความเร็วเกือบ 60,000 ไมล์ต่อชั่วโมงขณะที่มันเคลื่อนผ่านทางช้างเผือก ลากทั้งระบบสุริยะไปตามระบบสุริยะและบีบฟองสุริยะให้กลายเป็นสิ่งที่เกอร์เนตต์เรียกว่า “รูปทรงกระสุนทื่อ” มีการพูดคุยกันว่าจริงๆ แล้วกระสุนนี้เป็นอย่างไร (Opher กล่าวว่ามันคล้ายกับการตื่นของเรือ ) แต่จุดทางออกของยานโวเอเจอร์สองจุดช่วยให้นักวิจัยเริ่มปักหมุดรูปร่าง
ยานโวเอเจอร์ 1 ปะทุจากจมูกของกระสุน
ขณะที่ยานโวเอเจอร์ 2 โผล่ออกมาทางด้านล่างเล็กน้อยและไปทางซ้าย ถึงแม้ว่าจะออกผ่านทางออกต่างๆ กันในช่วงเวลาต่างๆ กันในวัฏจักรสุริยะของดวงอาทิตย์ (ซึ่งคาดว่าจะทำให้พองหรือยุบเฮลิโอสเฟียร์) ยานทั้งสองก็ชนขอบกระสุนที่ระยะห่างจากดวงอาทิตย์เท่ากัน ซึ่งบ่งชี้ว่าด้านหน้าของกระสุนค่อนข้างกลม เพื่อค้นหาว่าด้านข้างหรือด้านหลังเป็นอย่างไร สักวันหนึ่ง NASA อาจส่งภารกิจหลายทศวรรษอีกครั้งเพื่อสัมผัสจุดที่แตกต่าง แต่ในระหว่างนี้ นักวิจัยจะต้องดำเนินการกับIBEXและIMAPภารกิจปัจจุบันและที่กำลังจะมีขึ้นซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อทำแผนที่เฮลิโอสเฟียร์จากระยะไกล จากที่ใกล้โลกมากขึ้น
ในท้ายที่สุด Gurnett คาดเดาว่า มรดกของยานโวเอเจอร์อาจเป็นการเน้นย้ำถึงความชื่นชอบของจักรวาลในเรื่องเส้นเขตแดนที่สะอาด ไม่ว่าจะเป็นเมมเบรนของระบบสุริยะหรือพื้นผิวของดวงอาทิตย์ แทนที่จะเกลียดชังสุญญากาศ ตามสุภาษิตโบราณ บางทีการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นที่ธรรมชาติเกลียดชังจริงๆ “คุณอาจคิดว่าเมื่อคุณออกไปสู่ห้วงอวกาศ มันอาจจะเป็นความต่อเนื่อง” เขากล่าว “แต่ธรรมชาติกลับชอบทำให้มันกลายเป็นขอบเขตที่แหลมคมอย่างแท้จริง” เซ็กซี่บาคาร่า
