Voyager 1 a rázová vlna

Pred nedávnom na našom servery vyšiel článok „Voyager a tri prekvapenia“. Písalo sa v ňom o zaujímavých objavoch sondy Voyager I. získaných na hraniciach héliopauzy. Teraz si máte možnosť prečítať ako sa vysvetľuje nepochopiteľný nedostatok kozmického žiarenia.

Astrofyzici sa tešili na informácie, ktoré nám sonda pošle a dúfali, že sa im pomocou nich podarí poodhaliť závoj tajomstva anomálneho kozmického žiarenia ako aj jeho ešte tajomnejší zdroj. Namiesto toho nastalo poriadne rozčarovanie. Vedci sa vo svojich predpokladoch mýlili takmer 20. rokov.

Voyager 1 v decembri 2004 opustil heliosféru a vnoril sa do medzihviezdneho priestoru. Preletel rázovou vlnou, nazývanou aj terminačná vlna, na jej prednej strane. Tu sa rýchlosť slnečného vetra skokom spomalí. Záhada sa ale nevyriešila, ba dokonca sa zistilo, že všetky predpoklady za posledných 20. rokov sú chybné. Voyager I. nezistil pri prelete terminačnou vlnou žiadne anomálne kozmické žiarenie. Zachytil iba 20 miliónov eV pri časticiach hélia, čo bolo iba 10 % predpokladanej hodnoty. Ďalej bolo pozorovaných iba 5 % z očakávaných 4 miliónov eV pri časticiach kyslíka. To znamená, že sme pozorovali 10 až 20 krát menšiu energiu častíc ako sa predpokladalo.

Za zdroj anomalistického kozmického žiarenia sa považuje práve hranica rázovej vlny. Anomalistické žiarenie pritom patrí medzi najaktívnejšie časticové žiarenie v Slnečnej sústave.  Vedci nevedeli kde presne rázová vlna končí, ale vedeli, že jej koniec je poznačený poruchou magnetického poľa. Vďaka tejto poruche sa zníži rýchlosť plazmy a zmenia sa aj ďalšie vlastnosti okolia. Tvar rázovej vlny podľa väčšiny názorov nebol dôležitý a preto sa považoval za guľový so špirálovitým magnetickým poľom, ktoré dovoľovalo prenikať slnečnému vetru von iba v jednom jedinom mieste. Plazma slnečného vetru so sebou nesie magnetické pole, ktorého siločiary sú ukotvené v Slnku. Slnko navyše rotuje a tak sa tento bod ukotvenia pod vplyvom rotácie  pohybuje a tvar magnetického poľa potom nadobúda podobu špirály.

Podľa Dr.Davida McComasa (SwRI, Southwest Research Institute, San Antonio, Texas) a Dr.Nathana Schwadrona (Boston University, Massachusetts) je problém chýbajúceho anomalistického kozmického žiarenia v tom, že podľa doterajších modelov sa terminačná vlna brala ako nie veľmi dôležitý faktor. Podľa nich je to ale naopak a práve tvar rázovej vlny je veľmi dôležitý. Je hlavným faktorom,ktorý určuje kde a ako častice získavajú svoju energiu. Podľa McComasa a Schwadrona môže reálny tvar rázovej vlny veľmi dobre vysvetliť zrýchlenie anomálneho kozmického žiarenia. Rázová či terminačná vlna v podstate ani nemôže byť guľového tvaru. Dôvodom je to, že sa Slnečná sústava pohybuje galaktickým priestorom. Následkom toho je čelo tejto vlny sploštené a celý útvar skôr pripomína vajce. Výsledný tvar je teda silne závislý od rýchlosti pohybu. Vznik anomálneho kozmického žiarenia vyžaduje tesné spojenie s terminačnou vlnou. Bod v ktorom toto žiarenie vzniká je v tom mieste, kde je terminačná vlna prepichnutá magnetickou siločiarou, pričom sa aktívna častica musí v tomto mieste zdržovať asi rok. Podľa nových výpočtov a použitým nového modelu sa ukazuje, že takéto častice sa v takomto mieste dokážu zdržať takmer 300 dní. Čo potvrdzuje správnosť celej domnienky. Podľa nového modelu sú častice urýchľované práve na terminačnej vlne, ale nie na čele vlny kadiaľ Voyager I. prelietal. Častice nemôžu byť urýchlené k vyšším energiám ak sa siločiary magnetického poľa nepresunú von a ich stopa neustúpi naspäť po stranách terminačnej vlny. To potom znamená, že zdroj anomálneho kozmického žiarenia leží na bokoch rázovej vlny.

Rozriešiť túto záhadu by mal Voyager II., ktorý by mal rázovou vlnou preletieť za približne dva až tri roky. Mal by práve preletieť vo väčšej vzdialenosti od čela vlny ako Voyager I. Očakáva sa, že by mal zachytiť väčší skok v toku aktívnych  častíc a väčšie spektrum anomálneho kozmického žiarenia.

Práve porozumenie akú veľkú úlohu hrá terminačná vlna (jej profil) ako zdroj energie, povedie k pochopeniu mechanizmu získavania energie časticového kozmického žiarenia vo vesmíre. Navyše roku 2008 by mala byť vypustená sonda Interstellar Boundary Explorer (IBEX). Tá by mala ako prvá robiť globálne snímky heliopauzy. Nepoletí však von zo Slnečnej sústavy, ale bude sa pohybovať po veľmi excentrickej dráhe okolo Zeme. Práve extrémna výstrednosť jej dráhy nám umožní veľmi citlivé merania, ktoré nebude ovplyvňovať magnetosféra Zeme. Budeme tak schopný globálne pozorovať interaktívne vplyvy na čele, bokoch aj chvoste terminačnej vlny. Kombinácia s údajmi získanými sondami Voyager I. a Voyager II. nám pomôže pochopiť vzájomné vplyvy medzi Slnečnou sústavou a Galaxiou.

Zdroj: NASA, ČAS

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *