Инструменты, показавшие, что «Вояджеры» оказались в межзвездной среде

Миссии «Вояджер 1» и «Вояджер 2», запущенные в 1977 году, предназначались для исследования планет внешней Солнечной системы. Однако уже несколько десятилетий они продолжают передавать полезную информацию, которая позволила ученым заявить о выходе этих зондов в межзвездную среду. Три из десяти инструментов, которые использовались на «Вояджерах», сыграли ключевую роль в изучении того, как пространство внутри гелиосферы отличается от межзвездного.

Магнитометр

Инструмент предназначался для изучения взаимодействия магнитных полей планет и лун внешней Солнечной системы с солнечным ветром. После этого магнитометр «Вояджера» наблюдал за магнитным полем гелиосферы, Солнца, а также за изменениями, которые порождаются солнечной активностью. В 2012 году, когда «Вояджер 1» пересек гелиопаузу, ученые увидели, что скачущие и меняющиеся в зависимости от солнечной активности параметры магнитного поля неожиданно стали ровными, практически неизменными. В целом сила осталась такой же, что была и в гелиосфере, но не имела изменчивости, вызванной солнечными вспышками. В ноябре 2018 года «Вояджер 2» также пересек гелиопаузу, однако данные были получены иные – над ними еще ведется работа.

Детектор космических лучей

Этот детектор был разработан изначально для исследования энергии частиц в магнитосферах Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Ученые использовали его для изучения заряженных частиц во всей Солнечной системе, их распределения между планетами. После этого детектор изучал заряженные частицы в гелиосфере, а теперь – в межзвездной среде. Детектор считает количество частиц высокой энергии (70 МэВ), которые исходят из межзвездной среды, и частицы низкой энергии (5МэВ), исходящие от Солнца. Сравнивая их параметры, «Вояджер» может представлять космическую среду, которую пересекает. Именно этот детектор и позволил понять, когда аппараты вышли в межзвездное пространство – это легко заметить по графикам, представленным ниже. Резко упало число частиц от Солнца и возросло их количество из окружающей среды.

Плазменный датчик

Инструмент был создан для изучения плазмы и ионизированных частиц вокруг внешних планет Солнечной системы, а также влияния солнечного ветра на них. Он измеряет скорость, направление и плотность плазмы. Плазменный датчик «Вояджера 1» был поврежден во время пролета Сатурна, и его пришлось отключить задолго до выхода зонда из гелиосферы. Но «Вояджер 2» собрал нужные сведения. Они совпали с теоретической моделью, которая предсказывала, что в межзвездной среде плазма будет выше по плотности, но ниже по температуре и скорости, чем внутри гелиосферы. В ноябре 2018 года именно это и наблюдал «Вояджер 2». Эти три графика рассказывают удивительную историю, суммируя 42 года путешествия. В верхней части показана скорость плазмы. Примерно на расстоянии 120 а.е. скорость плазмы упала практически до нуля.

Все три инструмента дают картину перехода гелиопаузы. Они показывают, как турбулентное активное пространство вокруг Солнца перетекает в относительно спокойное – на границе межзвездного пространства. Теперь, когда «Вояджеры» находятся за пределами гелиосферы, их новая задача – предоставлять информацию о том, какие процессы происходят в межзвездном пространстве, и как на это влияет наше Солнце.