Voyager 1 práve klope na bránu medzihviezdneho priestoru

Čo zaregistrovala sonda Voyager 1 vo vzdialenosti približne 18.4 miliardy kilometrov od Slnka? 

Naozaj ďaleko. Ďalej než sa čokoľvek iné stvorené ľudskou rukou kedy dostalo. Takmer tri krát tak ďaleko ako je od Slnka vzdialená explanéta Pluto. Práve tam sa teraz nachádza vesmírna sonda Voyager 1. V tejto oblasti, 18 miliárd kilometrov od Slnka Voyager 1 zaznamenal rýchly nárast intenzity takzvaného galaktického kozmického žiarenia a rýchly pokles v intenzite anomálneho kozmického žiarenia. Oboje zaznamenal na jednom mieste, a intenzita galaktického kozmického žiarenia pri ďalších meraniach v nasledujúcom období ostala takmer nezmenená. Prejdime si čo to znamená a prečo to môže byť historický okamih. 

Galaktické kozmické žiarenie, nedajte sa popliesť slovom žiarenie v názve tvoria v skutočnosti častice, najmä protóny. Názov žiarenie mu ostal z čias keď sa ešte nevedelo aké je jeho skutočné zloženie. Jeho zdrojom nie je Slnko, prichádza z medzihviezdneho priestoru. Tam sa jeho intenzita nemení, po veky je v okolitom medzihviezdnom priestore rovnaká. 

Zo Slnka do okolitého priestoru uniká takzvaný Slnečný vietor. Prúd nabitých častíc, plazma pohybujúca sa rýchlosťou stoviek kilometrov za sekundu. Nesie so sebou aj magnetické pole Slnka. Pohybuje sa nadzvukovou rýchlosťou. Rýchlosť zvuku je v rôznych prostrediach rôzna, pre medzihviezdne prostredie vyplnené Slnečným vetrom je rýchlosť zvuku čosi pod 100 kilometrov za sekundu. Slnečný vietor a s ním aj magnetické pole sa takto šíri do okolitého prostredia pričom naráža na materiál medzihviezdneho prostredia. Vytvára tak v okolí Slnka magnetickú bublinu, ktorú nazývame heliosféra kde dominuje magnetické pole Slnka. Čím je slnečný vietor ďalej, čím je  bublina väčšia tým menším tlakom pôsobí na medzihviezdny materiál. V oblasti kde sú oba tlaky porovnateľné Slnečný vietor skokovito spomalí z nadzvukovej na podzvukovú rýchlosť. Ide o takzvaný terminačný šok, rázovú vlnu oddeľujúcu médium pohybujúce sa nadzvukovou a podzvukovou rýchlosťou.

Ak je médiom vzduch v našej atmosfére tak môžeme príklad terminačnej vlny vidieť pri lietadle či rakete prekonávajúcich rýchlosť zvuku. Ak je médiom plazma Slnečného vetra tak ide o Terminačný šok. Voyager 1 terminačným šokom preletel v decembri 2004 a vstúpil do oblasti kde sa Slnečný vietor pohybuje podzvukovou rýchlosťou a postupne spomaľuje. Stále však nejde o medzihviezdny priestor. Do toho vstúpime až v momente keď slnečný vietor spomalí na nulovú rýchlosť a cez hranicu nazývanú heliopauza prejdeme do medzihviezdneho priestoru.

Vnútri heliosféry, čím sme bližšie k Slnku, tým menej galaktického kozmického žiarenia nájdeme. To v heliosfére interaguje so slnečným vetrom ktorý ho vynáša von z heliosféry. Častice galaktického kozmického žiarenia odlíšime od častíc slnečného vetra či ostatných častíc zo Slnka podľa ich energie. Je omnoho väčšia než pri časticiach pochádzajúcich zo Slnka. To Voyager  pri svojej ceste k hraniciam heliosféry očami svojich detektorov videl. Pri prechode heliopauzou by mal Voyager zaregistrovať rýchly nárast intenzity galaktického kozmického žiarenia na takmer konštantnú hodnotu za heliopauzou. A presne to Voyager 1 zaznamenal 25. augusta minulého roka.

Zaznamenal tiež pokles takzvaného anomálneho kozmického žiarenia. Opäť na tom istom mieste a taký aký by mal byť zaregistrovaný pri prechode heliopauzou. Anomálne kozmické žiarenie sa odlišuje od galaktického zložením a nižšími energiami. Vzniká v heliosfére ionizáciou neutrálnych atómov slnečným UV žiarením a následným urýchlením vo vonkajšej heliosfére.

Obe tieto merania, prezentované aktuálne v odbornom článku v magazíne Geophysical Research Letters spolu s meraním z predcházajúceho obdobia ukazujúceho nulovú rýchlosť slnečného vetra naznačujú, že Voyager 1 prekonal 25. augusta minulého roka heliopauzu a vletel do medzihviezdneho priestoru. Po prvý krát máme možnosť sledovať podmienky v medzihviezdnom priestore. 

Pravda, len v prípade ak to medzihviezdny priestor naozaj je. Je možné aj to, že ide o oblasť za heliopauzou, s magnetickým poľom spojeným s magnetickým poľom medzigalaktického priestoru o ktorej sme doteraz nevedeli. Voyager 1 bude fungovať ešte približne 13 rokov, počas ktorých preletí ďalších približne 6 miliárd kilometrov. Ak počas nich zaznamená zmenu orientácie magenetické poľa do smeru medzigalaktického magnetického poľa, tak budeme vedieť, že už naisto je v medzihviezdnom prostredí. 

Nech je to tak či onak, Voyager 1 je po svojej ohromnej viac než 35 ročnej ceste v oblasti kde ešte nikdy nik nebol, v úplne novom prostredí posielajúc na Zem, vzdialenú viac než 18 miliárd kilometrov, unikátne informácie.