Tín dụng hình ảnh: NASA
Tàu vũ trụ NASA Voy Voyager 1 đã gần đạt đến giới hạn bên ngoài của hệ mặt trời tới một vùng không gian, được gọi là vòng xoắn ốc, nơi gió mặt trời thổi vào khí liên sao. Đây là lần đầu tiên các nhà khoa học thu thập dữ liệu về các khu vực xa xôi này của hệ mặt trời. Ra mắt vào ngày 5 tháng 9 năm 1977, Voyager 1 hiện cách Mặt trời 13 tỷ km.
Tàu vũ trụ NASA Voy Voyager 1 sắp sửa trở lại lịch sử khi là tàu vũ trụ đầu tiên đi vào biên giới cuối cùng của hệ mặt trời, một vùng đất rộng lớn, nơi gió từ Mặt trời thổi nóng chống lại khí mỏng giữa các vì sao: không gian giữa các vì sao. Tuy nhiên, trước khi đến khu vực này, Voyager 1 phải trải qua cú sốc chấm dứt, một khu vực bạo lực là nguồn phát ra các chùm hạt năng lượng cao.
Hành trình Voyager xông qua khu vực hỗn loạn này sẽ cung cấp cho các nhà khoa học các phép đo trực tiếp đầu tiên của họ về hệ mặt trời cuối cùng của chúng ta, chưa được khám phá, được gọi là heliosheath, và các nhà khoa học đang tranh luận nếu đoạn văn này đã bắt đầu. Hai bài báo về nghiên cứu này đang được công bố trên tạp chí Nature vào ngày 5 tháng 11 năm 2003. Bài báo đầu tiên của Tiến sĩ Stamatios M. Krimigis thuộc Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins, Laurel, Md., Và nhóm của ông, đưa ra bằng chứng ủng hộ cho tuyên bố này. rằng Voyager 1 đã vượt qua cú sốc chấm dứt. Bài báo thứ hai, của Tiến sĩ Frank B. McDonald thuộc Đại học Maryland, College Park và nhóm của ông, đưa ra bằng chứng chống lại tuyên bố này. Một bài báo thứ ba, được xuất bản ngày 30 tháng 10 năm 2003 trong Thư nghiên cứu địa vật lý của Tiến sĩ Leonard F. Burlaga thuộc Trung tâm bay không gian Goddard của NASA, Greenbelt, Md., Và các cộng tác viên, đưa ra bằng chứng rằng Voyager 1 không vượt qua cú sốc chấm dứt. (Tham khảo Hình 2a để biết minh họa về cú sốc chấm dứt và vòng xoắn ốc).
Các quan sát Voyager 1 cho thấy chúng ta đã tham gia vào một phần mới của hệ mặt trời. Bất kể chúng ta có vượt qua cú sốc chấm dứt hay không, các đội đều rất phấn khích vì điều này chưa từng thấy trước đây - các quan sát ở đây khác với hệ mặt trời bên trong, Tiến sĩ Eric Christian, Nhà khoa học kỷ luật về nghiên cứu kết nối Mặt trời chương trình tại Trụ sở NASA, Washington, DC.
Sau đó, Voy Voyager 1 đã nhìn thấy những dấu hiệu nổi bật của khu vực nằm sâu trong không gian nơi một sóng xung kích khổng lồ hình thành khi gió từ Mặt trời đột ngột chậm lại và ép ra ngoài chống lại gió giữa các vì sao. Các quan sát đã làm chúng tôi ngạc nhiên và bối rối, vì vậy có nhiều điều được khám phá khi Voyager bắt đầu khám phá khu vực mới này ở rìa ngoài của hệ mặt trời, tiến sĩ Edward Stone, Nhà khoa học dự án Voyager, Viện Công nghệ California, Pasadena, Calif.
Tại nhiều hơn tám tỷ dặm (13 tỷ km) từ mặt trời, Voyager 1 là đối tượng xa nhất được xây dựng bởi nhân loại. Ra mắt vào ngày 5 tháng 9 năm 1977, nó đã khám phá các hành tinh khổng lồ Sao Mộc và Sao Thổ trước khi bị ném xuống không gian sâu bởi lực hấp dẫn của Sao Thổ. Bây giờ nó tiếp cận, và có thể đã tạm thời xâm nhập, khu vực vượt quá cú sốc chấm dứt.
Cú sốc chấm dứt là nơi gió mặt trời, một luồng khí tích điện mỏng thổi liên tục từ Mặt trời, bị làm chậm bởi áp lực từ khí giữa các vì sao. Ở cú sốc chấm dứt, gió mặt trời chậm đột ngột từ tốc độ trung bình 300 - 700 km mỗi giây (700.000 - 1.500.000 dặm / giờ). (Tham khảo Phim 4 để xem điều này làm nóng gió mặt trời trong vòng xoắn ốc).
Vị trí chính xác của cú sốc chấm dứt vẫn chưa được biết, và ban đầu nó được cho là gần Mặt trời hơn so với Voyager 1 hiện tại. Khi tàu Voyager 1 bay xa hơn Mặt trời, nó đã xác nhận rằng tất cả các hành tinh đều ở trong một bong bóng khổng lồ do gió mặt trời thổi và cú sốc chấm dứt ở xa hơn nhiều (Hoạt hình 1).
Ước tính vị trí của cú sốc chấm dứt là khó vì chúng ta không biết các điều kiện chính xác trong không gian giữa các vì sao và ngay cả những gì chúng ta biết, tốc độ và áp lực của gió mặt trời, những thay đổi gây ra sốc chấm dứt mở rộng, co lại và gợn sóng. Bạn có thể thấy một hiệu ứng tương tự mỗi khi bạn rửa chén (Phim 3). Nếu bạn đặt một cái đĩa bên dưới dòng nước, bạn sẽ thấy nước lan ra trên tấm trong một dòng chảy tương đối trơn tru. Dòng nước có một cạnh gồ ghề nơi nước chảy chậm lại đột ngột và chất đống. Các cạnh giống như cú sốc chấm dứt, và khi dòng nước thay đổi, hình dạng và kích thước của cạnh thô thay đổi.
Từ khoảng ngày 1 tháng 8 năm 2002 đến ngày 5 tháng 2 năm 2003, các nhà khoa học nhận thấy các bài đọc bất thường từ hai dụng cụ hạt năng lượng trên Voyager 1, cho thấy nó đã đi vào một khu vực của hệ mặt trời không giống như bất kỳ lần gặp nào trước đây. Điều này khiến một số người cho rằng Voyager có thể đã đi vào một tính năng nhất thời của cú sốc chấm dứt. Cũng giống như những va chạm nhỏ và ngón tay trên ngón tay xuất hiện và biến mất trong mép nước chảy xiết trên một cái đĩa, Voyager có thể đã nhập vào một ngón tay tạm thời trên ngón tay trong một cú sốc chấm dứt.
Cuộc tranh cãi sẽ được giải quyết dễ dàng nếu Voyager vẫn có thể đo được tốc độ của gió mặt trời, vì gió mặt trời chậm đột ngột sau cú sốc chấm dứt. Tuy nhiên, thiết bị đo tốc độ gió mặt trời không còn hoạt động trên tàu vũ trụ đáng kính, vì vậy các nhà khoa học phải sử dụng dữ liệu từ các thiết bị vẫn đang hoạt động để suy luận nếu Voyager đâm vào cú sốc chấm dứt.
Bằng chứng cho việc vượt qua cú sốc bao gồm quan sát Voyager, rằng các hạt tích điện cao (electron và ion) tốc độ cao đã tăng hơn 100 lần trong khoảng thời gian từ ngày 1 tháng 8 năm 2002 đến ngày 5 tháng 2 năm 2003. Điều này sẽ xảy ra nếu Voyager vượt qua cú sốc chấm dứt, bởi vì cú sốc tự nhiên tăng tốc các hạt tích điện bật lên và bay lại như những quả bóng bàn giữa những cơn gió nhanh và chậm ở phía đối diện của cú sốc.
Thứ hai, các hạt đang chảy ra ngoài, vượt qua Voyager và cách xa Mặt trời. Điều này sẽ được dự kiến nếu Voyager đã vượt qua cú sốc chấm dứt, bởi vì vùng tăng tốc trong cú sốc chấm dứt giờ sẽ ở phía sau tàu vũ trụ. Thứ ba, một thước đo gián tiếp về tốc độ gió mặt trời cho thấy gió mặt trời chậm trong giai đoạn này, như dự kiến nếu Voyager vượt quá cú sốc.
Chúng tôi đã sử dụng một kỹ thuật gián tiếp để chỉ ra rằng gió mặt trời đã chậm lại từ khoảng 700.000 dặm / giờ xuống dưới 100.000 dặm / giờ. Kỹ thuật tương tự này đã được chúng tôi sử dụng trước đây, khi thiết bị đo tốc độ gió mặt trời vẫn hoạt động và thỏa thuận giữa hai phép đo tốt hơn 20% trong hầu hết các trường hợp, Krimigis nói.
Bằng chứng chống lại sự xâm nhập của cú sốc bao gồm việc quan sát thấy rằng mặc dù có sự gia tăng mạnh mẽ của các hạt tốc độ thấp, nhưng người sói nhìn thấy ở tốc độ cao hơn một chút, các nhà khoa học tin rằng cú sốc chấm dứt tạo ra.
Tuy nhiên, bằng chứng mạnh nhất chống lại sự xâm nhập là quan sát Voyager, rằng từ trường không tăng trong giai đoạn này. Theo các mô hình lý thuyết, điều này phải xảy ra bất cứ khi nào gió mặt trời chậm lại. Hãy tưởng tượng một đường cao tốc với lưu lượng vừa phải. Nếu một cái gì đó làm cho các trình điều khiển chậm lại, nói một vũng nước, những chiếc xe chồng chất - mật độ của chúng tăng lên. Theo cách tương tự, mật độ (cường độ) của từ trường do gió mặt trời mang theo sẽ tăng lên nếu gió mặt trời chậm lại.
Các phân tích của các quan sát từ trường Voyager 1 vào cuối năm 2002 chỉ ra rằng nó không đi vào một khu vực mới của vòng xoắn ốc xa xôi bằng cách vượt qua cú sốc chấm dứt. Thay vào đó, dữ liệu từ trường có các đặc điểm được mong đợi dựa trên nhiều năm quan sát trước đó, mặc dù cường độ của các hạt năng lượng quan sát được cao bất thường, Burlaga nói.
Các đội đồng ý rằng Voyager 1 đã chứng kiến một hiện tượng mới: giai đoạn sáu tháng khi các hạt năng lượng thấp rất dồi dào và chảy ra khỏi Mặt trời. Khi giai đoạn bất thường kết thúc, cả hai đồng ý rằng Voyager 1 đã quay trở lại trong gió mặt trời, vì vậy nếu đây là một đoạn tạm thời vượt qua cú sốc chấm dứt, cú sốc sẽ được nhìn thấy một lần nữa, có thể trong vài năm tới. Cuối cùng, các quan sát chỉ ra rằng cú sốc chấm dứt phức tạp hơn nhiều so với mọi người nghĩ.
Đối với các nhiệm vụ ban đầu của họ là Sao Mộc và Sao Thổ, tàu Voyager 1 và tàu vũ trụ chị em Voyager 2 đã được định sẵn đến các vùng không gian nơi các tấm pin mặt trời sẽ không khả thi, do đó, mỗi chiếc được trang bị ba máy phát nhiệt điện đồng vị để sản xuất năng lượng điện cho các hệ thống và thiết bị tàu vũ trụ. Vẫn hoạt động trong điều kiện xa xôi, lạnh lẽo và tối tăm 26 năm sau, những người Voyager nợ tuổi thọ của họ đối với các máy phát điện do Bộ năng lượng cung cấp, sản xuất điện từ nhiệt được tạo ra bởi sự phân rã tự nhiên của plutonium dioxide.
Các tàu Voyager được chế tạo bởi Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA (JPL) ở Pasadena, Calif., Nơi tiếp tục vận hành cả tàu vũ trụ 26 năm sau khi ra mắt. Tàu vũ trụ được điều khiển và dữ liệu của họ được trả về thông qua Mạng không gian sâu của NASA (DSN), một hệ thống theo dõi tàu vũ trụ toàn cầu cũng do JPL vận hành. Giám đốc dự án Voyager là Ed Massey của JPL. Nhà khoa học dự án Voyager là Tiến sĩ Edward Stone thuộc Viện Công nghệ California.
Nguồn gốc: NASA News Release
