حقوق الصورة: ناسا
وصلت المركبة الفضائية فوييجر 1 التابعة لوكالة ناسا إلى الحدود الخارجية للنظام الشمسي تقريبًا إلى منطقة من الفضاء ، تسمى هيليوسهيث ، حيث تهب الرياح الشمسية ضد الغاز بين النجوم. إنها المرة الأولى التي يجمع فيها العلماء بيانات عن هذه المناطق البعيدة من النظام الشمسي. تم إطلاق فوييجر 1 في 5 سبتمبر 1977 ، وهو الآن على بعد 13 مليار كيلومتر من الشمس.
المركبة الفضائية فوييجر 1 التابعة لناسا على وشك صنع التاريخ مرة أخرى كأول مركبة فضائية تدخل الحدود النهائية للنظام الشمسي ، وهي مساحة شاسعة حيث تهب الرياح من الشمس الساخنة ضد الغاز الرقيق بين النجوم: الفضاء بين النجوم. ومع ذلك ، قبل أن تصل فوييجر 1 إلى هذه المنطقة ، يجب أن تمر عبر صدمة الإنهاء ، وهي منطقة عنيفة هي مصدر حزم الجسيمات عالية الطاقة.
ستعطي رحلة فوييجر عبر هذه المنطقة المضطربة العلماء أول قياسات مباشرة للحدود النهائية غير المكتشفة لنظامنا الشمسي ، تسمى هيليوشث ، ويتناقش العلماء حول ما إذا كان هذا المقطع قد بدأ بالفعل. يتم نشر ورقتين حول هذا البحث في Nature في 5 نوفمبر 2003. الورقة الأولى ، للدكتور Stamatios M. Krimigis من مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز ، لوريل ، ماريلاند ، وفريقه ، تقدم أدلة تدعم الادعاء أن فوييجر 1 تجاوز صدمة الإنهاء. الورقة الثانية ، للدكتور فرانك ب. ماكدونالد من جامعة ميريلاند ، كوليدج بارك ، وفريقه ، تقدم أدلة ضد هذا الادعاء. ورقة ثالثة ، نُشرت في 30 أكتوبر 2003 في رسائل البحوث الجيوفيزيائية للدكتور ليونارد إف. (راجع الصورة 2 أ لتوضيح صدمة الإنهاء وغطاء الشمس).
"تشير ملاحظات فوييجر 1 إلى أننا دخلنا في جزء جديد من النظام الشمسي. قال الدكتور إريك كريستيان ، عالم الانضباط في أبحاث Sun Earth Connection ، بصرف النظر عما إذا كنا قد تجاوزنا صدمة الإنهاء أم لا ، فإن الفرق متحمسة لأن هذا لم يسبق رؤيته من قبل - الملاحظات هنا مختلفة عن تلك الموجودة في النظام الشمسي الداخلي. برنامج في مقر وكالة ناسا ، واشنطن العاصمة.
"شهد فوييجر 1 علامات لافتة للانتباه للمنطقة في أعماق الفضاء حيث تتشكل موجة صدمة عملاقة حيث تتباطأ رياح الشمس فجأة وتضغط نحو الخارج ضد الرياح بين النجوم. قال الدكتور إدوارد ستون ، عالم مشروع فوييجر ، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، باسادينا ، كاليفورنيا ، إن الملاحظات فاجأتنا وحيرتنا ، لذلك هناك الكثير مما يمكن اكتشافه عندما يبدأ فوييجر في استكشاف هذه المنطقة الجديدة على الحافة الخارجية للنظام الشمسي.
على مسافة تزيد عن ثمانية مليارات ميل (13 مليار كيلومتر) من الشمس ، تعد فوييجر 1 أكبر مسافة تصل إليها البشرية. تم إطلاقه في 5 سبتمبر 1977 ، واستكشف الكواكب العملاقة المشتري وزحل قبل أن يقذف بهما نحو الفضاء العميق بسبب جاذبية زحل. وهي تقترب الآن ، وربما دخلت مؤقتًا ، من المنطقة بعد صدمة الإنهاء.
صدمة الإنهاء هي المكان الذي تتباطأ فيه الرياح الشمسية ، وهي تيار رقيق من الغاز المشحون كهربائيًا الذي ينفخ باستمرار من الشمس ، بسبب ضغط الغاز بين النجوم. عند صدمة الإنهاء ، تتباطأ الرياح الشمسية فجأة من متوسط سرعتها 300 - 700 كيلومتر في الثانية (700000 - 1500000 ميل في الساعة). (راجع الفيلم 4 لترى كيف يؤدي ذلك إلى تسخين الرياح الشمسية في الغلاف الشمسي).
الموقع الدقيق لصدمة الإنهاء غير معروف ، وكان يعتقد في الأصل أنه أقرب إلى الشمس من فوييجر 1 حاليًا. مع تحليق فوييجر 1 بعيدًا عن الشمس ، أكدت أن جميع الكواكب كانت داخل فقاعة ضخمة تهب عليها الرياح الشمسية ، وكانت صدمة الإنهاء أبعد كثيرًا (الرسوم المتحركة 1).
من الصعب تقدير موقع صدمة الإنهاء لأننا لا نعرف الظروف الدقيقة في الفضاء بين النجوم ، وحتى ما نعرفه ، سرعة وضغط الرياح الشمسية ، والتغيرات التي تتسبب في توسيع صدمة الإنهاء ، والانكماش ، و تموج. يمكنك رؤية تأثير مماثل في كل مرة تغسل فيها الأطباق (الفيلم 3). إذا وضعت صفيحة تحت تيار من الماء ، ستلاحظ أن الماء ينتشر فوق الصفيحة في تدفق سلس نسبيًا. تدفق المياه له حافة خشنة حيث يتباطأ الماء فجأة ويتراكم. تشبه الحافة صدمة الإنهاء ، ومع تغير تدفق المياه ، يتغير شكل الحافة الخشنة وحجمها.
من حوالي 1 أغسطس 2002 إلى 5 فبراير 2003 ، لاحظ العلماء قراءات غير عادية من جهازي الجسيمات النشطة في فوييجر 1 ، مشيرين إلى أنها دخلت منطقة من النظام الشمسي على عكس أي واجهت من قبل. أدى هذا بالبعض إلى الادعاء بأن فوييجر ربما دخل في ميزة عابرة لصدمة الإنهاء. تمامًا كما تظهر نتوءات صغيرة و "أصابع" وتختفي في الحافة الخشنة لتدفق المياه فوق لوحة ، ربما تكون فوييجر قد دخلت "إصبعًا" مؤقتًا في حافة صدمة الإنهاء.
سيتم حل الجدل بسهولة إذا كان فوييجر لا يزال بإمكانه قياس سرعة الرياح الشمسية ، لأن الرياح الشمسية تبطئ فجأة عند صدمة الإنهاء. ومع ذلك ، فإن الأداة التي تقيس سرعة الرياح الشمسية لم تعد تعمل على المركبة الفضائية الموقرة ، لذلك يجب على العلماء استخدام البيانات من الأدوات التي لا تزال تعمل للاستدلال إذا اخترقت فوييجر صدمة الإنهاء.
تتضمن أدلة عبور الصدمة ملاحظة فوييجر بأن الجسيمات عالية السرعة المشحونة كهربائيًا (الإلكترونات والأيونات) زادت أكثر من 100 مرة خلال الفترة من 1 أغسطس 2002 إلى 5 فبراير 2003. سيكون هذا متوقعًا إذا اجتازت فوييجر صدمة الإنهاء ، لأن الصدمة تسرع بشكل طبيعي الجسيمات المشحونة كهربائيًا التي ترتد ذهابًا وإيابًا مثل كرات كرة الطاولة بين الرياح السريعة والبطيئة على الجانبين المعاكسين للصدمة.
ثانيًا ، كانت الجسيمات تتدفق إلى الخارج ، بعد فوييجر وبعيدًا عن الشمس. سيكون هذا متوقعًا إذا تجاوزت فوييجر بالفعل ما بعد صدمة الإنهاء ، لأن منطقة التسارع في صدمة الإنهاء ستكون الآن وراء المركبة الفضائية. ثالثًا ، أشار مقياس غير مباشر لسرعة الرياح الشمسية إلى أن الرياح الشمسية كانت بطيئة خلال هذه الفترة ، كما هو متوقع إذا كانت فوييجر خارج الصدمة.
لقد استخدمنا تقنية غير مباشرة لإظهار أن الرياح الشمسية تباطأت من حوالي 700000 ميل في الساعة إلى أقل من 100000 ميل في الساعة. لقد استخدمنا هذه التقنية من قبل ، عندما كان الجهاز الذي يقيس سرعة الرياح الشمسية لا يزال يعمل ، وكان الاتفاق بين القياسين أفضل من 20 ٪ في معظم الحالات "، قال كريميجيس.
تتضمن الأدلة ضد الدخول في الصدمة ملاحظة أنه في حين كانت هناك زيادة كبيرة في الجسيمات منخفضة السرعة ، إلا أنها لم تُرَ عند السرعات الأعلى إلى حد ما التي يعتقد العلماء أنها تولد صدمة الإنهاء.
ومع ذلك ، فإن أقوى دليل ضد الدخول هو ملاحظة فوييجر أن المجال المغناطيسي لم يزد خلال هذه الفترة. وفقًا للنماذج النظرية ، يجب أن يحدث هذا كلما تباطأت الرياح الشمسية. تخيل طريقًا سريعًا به حركة مرور معتدلة. إذا كان هناك شيء يجعل السائق يتباطأ ، مثل بركة من الماء ، تتراكم السيارات - تزداد كثافتها. وبنفس الطريقة ، ستزداد كثافة (كثافة) المجال المغناطيسي الذي تحمله الرياح الشمسية إذا تباطأت الرياح الشمسية.
يشير تحليل ملاحظات المجال المغناطيسي فوييجر 1 في أواخر عام 2002 إلى أنها لم تدخل منطقة جديدة من الغلاف الشمسي البعيد من خلال عبور صدمة الإنهاء. وبدلاً من ذلك ، كانت بيانات المجال المغناطيسي تتمتع بالخصائص المتوقعة بناءً على سنوات عديدة من الملاحظات السابقة ، على الرغم من أن كثافة الجسيمات النشطة التي لوحظت عالية بشكل غير عادي "، قال بورلاغا.
تتفق الفرق على أن فوييجر 1 قد شهد ظاهرة جديدة: فترة ستة أشهر كانت فيها الجسيمات منخفضة الطاقة وفيرة للغاية وتتدفق بعيدًا عن الشمس. عندما انتهت الفترة غير العادية ، اتفق كلاهما على أن فوييجر 1 عادت إلى الريح الشمسية ، لذلك إذا كان هذا ممرًا مؤقتًا يتجاوز صدمة الإنهاء ، فسيتم رؤية الصدمة مرة أخرى ، ربما في العامين المقبلين. أخيرًا ، تشير الملاحظات إلى أن صدمة الإنهاء أكثر تعقيدًا بكثير مما ظن أي شخص.
بالنسبة لبعثاتهم الأصلية إلى المشتري وزحل ، تم توجيه فوييجر 1 والمركبة الفضائية الشقيقة فوييجر 2 إلى مناطق من الفضاء حيث لن تكون الألواح الشمسية ممكنة ، لذلك تم تجهيز كل منها بثلاثة مولدات كهربائية حرارية للنظائر المشعة لإنتاج الطاقة الكهربائية لأنظمة المركبات الفضائية والأدوات. لا تزال تعمل فوييجرز ، التي لا تزال تعمل في ظروف بعيدة وباردة ومظلمة بعد 26 عامًا ، بطول عمرها إلى المولدات التي توفرها وزارة الطاقة ، والتي تنتج الكهرباء من الحرارة الناتجة عن التسوس الطبيعي لثاني أكسيد البلوتونيوم.
قام مختبر الدفع النفاث (JPL) التابع لناسا ببناء فوييجرز في باسادينا بولاية كاليفورنيا ، والذي يواصل تشغيل كل من المركبة الفضائية بعد 26 عامًا من إطلاقها. يتم التحكم في المركبة الفضائية ويتم إرجاع بياناتها من خلال شبكة الفضاء العميق (DSN) التابعة لوكالة ناسا ، وهو نظام عالمي لتتبع المركبات الفضائية يتم تشغيله أيضًا بواسطة JPL. مدير مشروع فوييجر هو إد ماسي من مختبر الدفع النفاث. عالم مشروع فوييجر هو الدكتور إدوارد ستون من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.
المصدر الأصلي: بيان صحفي لوكالة ناسا
