После 36 лет времени и почти 21 миллиарда километров пройденного пути, исследовательский космический аппарат Voyager 1 официально стал первым объектом искусственного происхождения, который вышел за пределы Солнечной системы и оказался в открытом межзвездном космическом пространстве. Окончательным категорическим доказательством этого факта, которое ускользало от внимания ученых почти в течение года, стал «сигнал» солнечной вспышки, который достиг датчиков аппарата Voyager 1 еще в августе месяце прошлого года.

«Это событие является столь же важной вехой в истории человечества, как первая посадка на Луну. Как и любой другой вид научной деятельности, миссия Voyager несет нам новые знания, позволяющие больше узнать о Солнечной системе, о ее структуре, о Вселенной и о происходящих в ней процессах» — рассказывает Дональд Гернетт (Donald Gurnett), ученый из университета Айовы, принявший одним из первых участие в программе Voyager.

25 августа 2012 года датчики космического аппарата Voyager 1, запущенного в 1977 году с целью изучения внешних планет Солнечной системы, обнаружил внезапное уменьшение концентрации частиц солнечного ветра и всплеск интенсивности космических лучей, прибывающих извне в Солнечную систему. Но этих фактов было недостаточно для того, чтобы убедить ученых в том, что аппарат Voyager 1 покинул пределы Солнечной системы. Подтверждением могли быть только измерения изменений количества космической плазмы, ионизированных молекул и частиц, находящихся в пространстве, окружающем аппарат. К сожалению, точные измерения концентрации плазмы провести было невозможно, так как специализированный датчик аппарата Voyager 1, способный произвести такие измерения, вышел из строя уже достаточно давно.

В течение достаточно долгого времени компьютерные модели показывали, что плотность космической плазмы в пределах гелиосферы, пузыря, «надуваемого» в космосе горячим «дыханием» Солнца, должна быть намного ниже плотности плазмы в холодном межзвездном космическом пространстве. Но, на самом деле все оказалось совершенно иначе. И измерить это удалось с помощью двух параболических 10-метровых антенн аппарата, чувствительность которых позволяет уловить чрезвычайно слабые сигналы от колебаний космической плазмы, по которым можно вычислить ее плотность.

«Если Вы с помощью какого-нибудь воздействия сдвигаете электроны с их нормального положения и отпускаете их, то за счет возникающих при этом сил эти электроны начинают колебаться. Эти колебания совершаются на одной строго определенной частоте, и если мы можем их зарегистрировать и измерить, то мы можем и вычислить плотность плазмы» — рассказывает Гернетт.

Но измерения плотности плазмы можно произвести только при совпадении ряда условий, которые складываются вместе не так уж и часто. Первое такое совпадение имело место быть около девяти лет назад, когда Voyager 1 пересекал область пространства, где бушевала ударная волна плазмы, эффект возникающий при снижении скорости движения солнечного ветра ниже скорости звука.

Другие случаи, во время которых была измерена плотность плазмы, имели место быть в октябре и ноябре 2012 года, когда антенны аппарата Voyager 1 зарегистрировали эффекты, рожденные солнечными вспышками. Потоки высокоэнергетических частиц, выброшенных в космос в результате солнечных корональных извержений, добирались до местоположения аппарата Voyager 1 в течение приблизительно одного года, что позволило ученым более-менее точно определить все временные рамки произошедших событий.

Заключительным доказательством выхода аппарата Voyager 1 в межзвездное пространство стало событие, произошедшее весной этого года, когда антенны аппарата уловили эхо еще одной солнечной вспышки. «В этот раз нам удалось с высокой точностью измерить плотность плазмы, т.е. посчитать количество частиц на кубический метр пространства. Измеренные значения плотности показали нам, что аппарат уже находится в межзвездном пространстве» — рассказывает Гернетт.

Проведя обратную экстраполяцию времени произошедших событий, ученые вычислили, что аппарат Voyager 1 пересек границу Солнечной системы и межзвездного пространства в августе 2012 года. Именно тогда аппаратура Voyager-а регистрировала кардинальные изменения в характере, плотности и других характеристиках космических лучей и частиц солнечного ветра.

«Теперь мы точно знаем, что аппарат Voyager 1 находится в межзвездном пространстве. И это является новым этапом нашей миссии, который, мы надеемся, позволит нам узнать много чего нового и захватывающего» — рассказывает Эдвард Стоун (Edward Stone), ведущий ученый миссии Voyager со стороны Лаборатории НАСА по изучению реактивного движения (NASA Jet Propulsion Laboratory).