Poslechněte si strašidelné zvuky mezihvězdného prostoru zachycené NASA Voyager

Na obrázku je znázorněna jedna z kosmických lodí NASA Twin Voyager. Oba cestovatelé vstoupili do mezihvězdného prostoru, prostoru za sluneční heliosférou. Zdroj obrázku: NASA / JPL-Caltech

Když NASA Voyager 1 pozoruje mezihvězdný prostor, jeho měření hustoty vytváří vlny

V řídké sbírce atomů, která vyplňuje mezihvězdný prostor, měřil Voyager 1 řadu perzistentních vln, než detekoval pouze sporadické výbuchy.

Až donedávna prováděla každá kosmická loď v historii všechna měření v naší heliosféře, což je rozpínající se magnetická bublina našeho Slunce. Ale 25. srpna 2012, NASAVoyager 1 to změnil. Když překročil hranici jenu, stal se prvním člověkem vytvořeným objektem, který vstoupil a měřil mezihvězdný prostor. Je to už osm let, co to bylo mezihvězdné cestování, a pečlivé naslouchání datům Voyageru 1 generuje nové poznatky o tom, jak hranice vypadá.

Pokud je naší heliosférou loď plující v mezihvězdných vodách, pak je Voyager 1 záchranný člun, který právě spadl z paluby, odhodlaný pro průzkum oceánských proudů. Prozatím většina bouřlivé vody, kterou cítí, pochází z probuzení naší heliosféry. Ale dál, pocítí šok z hlubin vesmíru. Nakonec existence naší heliosféry z její naměřené hodnoty úplně zmizí.

Voyager 2 se blíží mezihvězdnému prostoru

Tento obrázek z října 20218 ukazuje polohy sond Voyager 1 a Voyager 2 vzhledem k heliosféře. Koróna je ochranná bublina produkovaná sluncem, která přesahuje oběžnou dráhu Pluta. Voyager 1 překročil hranici menopauzy nebo heliosféry v roce 2012. Voyager 2 je stále v heliosheathu nebo nejvzdálenější vrstvě heliosféry. (Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA) Kosmická loď Voyager 2 vstoupila do mezihvězdného prostoru v listopadu 2018. ) Body: NASA / JPL-Caltech

„Dá se říci, že cestující mají představu o tom, jak daleko je potřeba začít vidět čistší mezihvězdné vody,“ řekla doktorka Stella Ockerová. Student na Cornell University v Ithace v New Yorku a nejnovější člen týmu Voyager. „Ale nejsme si jisti, kdy dosáhneme tohoto bodu.“

Ockerův nový výzkum byl zveřejněn v pondělí Přírodní astronomie, Hlášeno první kontinuální měření hustoty hmoty v mezihvězdném prostoru. „Tento druh detekce nám poskytuje novou metodu měření hustoty mezihvězdného prostoru a otevírá nám nový způsob, jak prozkoumat strukturu velmi blízkého mezihvězdného média,“ řekl Oaker.


Kosmická loď NASA Voyager 1 zachytila ​​tyto zvuky v mezihvězdném prostoru. Voyager 1 plazma V průběhu října 2012 až listopadu 2012 a dubna 2013 až května 2013 detekoval vlnový přístroj vibrace husté mezihvězdné plazmy nebo ionizovaného plynu. Zdroj: NASA /Společná policie– Kalifornský technologický institut

Když člověk zobrazuje něco mezi hvězdami, astronomové tomu říkají „mezihvězdné médium“, polévka částic a rozptýleného záření – může si znovu představit klidné, tiché a klidné prostředí. To by byla chyba.

Jim Cordes, vesmírný fyzik na Cornellově univerzitě a spoluautor článku, řekl: „Použil jsem termín„ mezihvězdné médium mezi stanicemi “, ale najdete mnoho míst, která nejsou nijak zvlášť stacionární.

Stejně jako oceán je i mezihvězdné médium plné turbulencí. Největší prostor pochází z rotace naší galaxie Mléčná dráha, protože vesmír se rozmazal a vytvořil vzestupy a pády v rozmezí desítek světelných let. Menší (i když stále obrovské) vlny vytvořené výbuchy supernov se táhnou miliardy kilometrů od hřebenu k hřebenu. Nejmenší vlnky obvykle pocházejí z našeho vlastního slunce, protože sluneční erupce vysílají rázové vlny vesmírem a pronikají do naší heliosférické výstelky.

Tyto nárazové vlny odhalují stopy hustoty mezihvězdného média – tato hodnota ovlivňuje naše chápání tvaru heliosféry, toho, jak se tvoří hvězdy, a dokonce i naši pozici v Mléčné dráze. Když se tyto vlny odrážejí ve vesmíru, vibrují okolní elektrony, které zvoní na určité frekvenci, podle toho, jak jsou přeplněné. Čím vyšší je tón vyzvánění, tím vyšší je hustota elektronů. Subsystém plazmových vln Voyager 1 – včetně dvou antén „králičího ucha“, které sahají 10 metrů od kosmické lodi – je navržen tak, aby tento zvuk slyšel.

Přístroje kosmické lodi Voyager 2

Schematické znázornění kosmické lodi NASA Voyager ukazující antény používané subsystémem plazmové vlny a dalšími nástroji. Zdroj obrázku: NASA / JPL-Caltech

V listopadu 2012, tři měsíce po opuštění slunečního kruhu, Voyager 1 poprvé zaslechl mezihvězdné zvuky (viz video výše). O šest měsíců později se ozval další „pískavý zvuk“ – hlasitěji a tentokrát ještě výš. Zdá se, že mezihvězdné médium je stále hustší a rychlejší.

Tyto krátké píšťalky pokračují v nepravidelných intervalech v datech dnešních cestujících. Jsou vynikajícím způsobem, jak studovat hustotu mezihvězdného média, ale vyžadují určitou trpělivost.

Oaker řekl: „Viděl jsem je jen jednou za rok, takže spoléhání se na tyto náhodné události znamená, že naše mapa hustoty mezihvězdného prostoru je řídká.“

Ocker se rozhodl najít kontinuální měření hustoty mezihvězdného média k vyplnění těchto mezer – to nezávisí na příležitostné rázové vlně šířící se ze slunce. Po filtrování dat Voyageru 1 a hledání slabého, ale stabilního signálu našla slibného kandidáta. Začalo se to zrychlovat v polovině roku 2017, právě když další pískání.

„Je to vlastně jediný tón,“ řekl Oak. „Postupem času slyšíme jeho změny – ale způsob, jakým se pohybuje frekvence, nám říká, jak se mění hustota.“

Událost plazmové oscilace

Slabé, ale téměř kontinuální události oscilace plazmy (v tomto grafu / tk jsou znázorněny tenkými červenými čarami) spojují dohromady silnější události v datech plazmového vlnového subsystému Voyager 1. Obrázek se zobrazuje střídavě mezi grafem zobrazujícím pouze silné signály (modré pozadí) a filtrovanými daty zobrazujícími slabé signály. Obrazový kredit: NASA / JPL-Caltech / Stella Ocker

Oak nazývá tento nový signál emisí plazmových vln a také se zdá, že sleduje hustotu mezihvězdného prostoru. Když se v datech objeví náhlý zvuk pískání, výška emise se odpovídajícím způsobem zvyšuje nebo snižuje. Signál je také podobný signálu pozorovanému v horních vrstvách atmosféry Země, o kterém je známo, že ho sleduje s hustotou elektronů.

Ocker řekl: „To je opravdu vzrušující, protože jsme schopni vzorkovat na dlouhém prostoru, což je dosud nejdelší prostor, který můžeme mít.“ „To nám poskytuje to, co cestující musí udělat. Nejúplnější obrázek hustoty a mezihvězdného prostoru médium viděno. “

Podle signálu začala hustota elektronů kolem Voyageru 1 stoupat v roce 2013 a na současnou úroveň dosáhla kolem poloviny roku 2015, přičemž hustota vzrostla přibližně 40krát. Prostřednictvím celého souboru dat, který analyzovali (do začátku roku 2020), se zdá, že kosmická loď je v podobném rozsahu hustoty, ale s určitými výkyvy.

Ocker a její kolegové se v současné době pokoušejí vytvořit fyzický model, který by ilustroval, jak jsou emitovány plazmové vlny, což bude klíčem k jeho vysvětlení. Současně subsystém plazmových vln Voyageru 1 nepřetržitě odesílá data zpět do míst, která jsou stále dále od domova. Každý nový objev nás může přinutit si znovu představit náš domov ve vesmíru.

Další informace o tomto výzkumu naleznete v článku „Voyager I Detected“ Buzzing ”from Plasma Waves in a Airspace Distance of 14 Billion Miles.“

Odkaz: „Stella Koch Ocker, James M. Cordes, Shami Chatterjee, Donald Gunite A. Gurnett), William S. Kuss (William S. Přírodní astronomie.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01363-7

Kosmická loď Voyager byla vyrobena laboratoří Jet Propulsion Laboratory NASA, která pokračuje v provozu. JPL je pobočkou Kalifornského technologického institutu v Pasadeně. Vozidlo Voyager je součástí Heliophysical System Observatory Národního úřadu pro letectví a vesmír, které sponzoruje Heliofyzikální oddělení Washington Science Mission Agency.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Nástroj Nový nástroj určený k podpoře vývoje a vývoje automobilových vozidel

Schematický vnitřní provoz elektrod v palivovém článku և kapacita základních parametrů. Půjčka:Heinz a kol., 2021: Široké používání tradičních vozidel na vodíkový pohon nad tradičními...

Identifikace velmi počátečních kroků, které vedou k rozvoji rakoviny

Konfokální mikrofotografie tenkého střeva myši pomocí technologie Red2Onco. S Red2Onco můžete označit onkogenní mutantní klony (červené klony) a běžné nebo divoké klony (žluté...

Neandertálci a raná moderní lidská kultura koexistovali vedle starších tradic již více než 100 000 let

Výzkum Fakulty antropologie a ochrany na University of Kent zjistil, že jedna z prvních kultur kamenných nástrojů známá jako Acheulean trvala pravděpodobně o desítky...

Snadná věda: co jsou sterilní neutrina?

Sterilní neutrina jsou speciální typ neutrin, který byl navržen k vysvětlení některých neočekávaných experimentálních výsledků, ale nakonec nebyl objeven. Vědci je hledají v...

Newsletter

Subscribe to stay updated.