Sondy Voyager narazily na hranici Sluneční soustavy na nečekaně rychlé elektrony

Sondy Voyager jsou od Země miliardy kilometrů daleko – staly se už dávno nejvzdálenějšími lidmi vyrobenými objekty. Na hranicích naší Sluneční soustavy teď narazily na nový, zatím nepopsaný, kosmický fenomén.

Astronomové popsali v odborném časopise zcela novou formu elektronového výboje. Objevily ho právě sondy Voyager v oblasti vesmíru s minimem vesmírné hmoty. Na hranicích Sluneční soustavy, kde je kosmický prostor extrémně řídký, se s elektrony vesmírného záření dějí zatím ne zcela pochopené věci: částice se tu odrážejí a urychlují díky rázovým vlnám, které vycházejí ze Slunce.

Program Voyager se skládá ze dvou sond, Voyageru 1 a Voyageru 2. Obě byly do vesmíru vypuštěny už před více než čtyřiceti lety, v polovině roku 1977. Jejich cílem je zkoumat a studovat vnější hranice naší Sluneční soustavy a nahlédnout za ně. Protože jsou poháněné radioizotopovými termoelektrickými generátory, mohou posílat celou dobu data, která naměří – očekává se, že jim energie vydrží nejméně do roku 2025.

Video Události
video

Události: Před 40 lety se vydal Voyager na misi

Voyager 1 je momentálně 22,5 miliardy kilometrů od Země, to je tak daleko, že světlo tuto vzdálenost uletí za 21 hodin a čtyři minuty. A právě v tomto vzdáleném prostoru narazila sonda na proces, který teď vědci studují.

Že rázové vlny mají vliv na pohyb částic vesmírem, se ví už dlouho. Na rozhraní jakékoliv rázové vlny dochází obecně ke skokovému zvýšení tlaku, hustoty a teploty za vlnou – a tyto vlny pak posouvají částice. Je to vlastně podobné, jako když surfař najede na vlnu mořského příboje, která ho žene na svém čele vpřed. Jen v kosmu je příliv nahrazen vlnami vycházejícími z hvězd a surfař elektrony.

Jenže na hranici Sluneční soustavy tohle vypadá trošku jinak: vědci teď popsali, že výboje se u elektronů objevují daleko před postupující rázovou vlnou a že se to děje v údajně velmi klidné oblasti vesmíru.

Mezihvězdný prostor je plný záhad

Obě sondy už jsou několik let v mezihvězdném prostoru, tedy na hranici takzvané heliosféry – hustějšího oblaku částic obklopujících Sluneční soustavu.

Než do této oblasti kosmu oba Voyagery vstoupily, domnívali se vědci, že je dost nudná – měla být prázdná a tichá, ty důležité věci se měly odehrávat jen uvnitř hvězdných soustav. Sondy ale ukázaly, že opak je pravdou. Pronikají sem totiž výše popsané rázové vlny, které jsou důsledkem výronů koronální hmoty na Slunci.

Voyager 2 na hranicích Sluneční soustavy
Zdroj: NASA

Ty pak pohánějí vpřed horký plyn a energii do vesmíru a ženou je obrovskou rychlostí k heliopause – hranici Sluneční soustavy – a pak dál, až do mezihvězdného prostoru. Přestože se částice pohybují obrovskou rychlostí, vzdálenosti jsou tak obrovské, že jim stejně trvá asi 18 měsíců, než se od svého zdroje ve Slunci dostanou do míst, kde operují Voyagery.

A právě rázové vlny urychlují i elektrony, ale doposud neznámým způsobem, který teprve nyní sondy NASA zachytily. Podařilo se je totiž objevit daleko před postupujícími rázovými vlnami, jako by jimi byly vystřelené vpřed. Elektrony se totiž v tomto prostředí odrážejí od čar magnetického pole v mezihvězdné plazmě neboli ionizovaném plynu. Vždy se jich přitom jen lehce dotknou. 

A tato reakce elektrony zřejmě urychluje a umožňuje jim, aby se pohybovaly ještě před samotnou rázovou vlnou. Toto urychlení je přes zdánlivě slabou interakci obrovské, díky němu jsou elektrony schopné dorazit na okraj Sluneční soustavy až měsíc před samotnou rázovou vlnou, jejíž součástí původně byly. Podle studie jsou tyto události vzácné.

Většina dat pocházela z Voyageru 1, vědci nyní budou detailněji studovat data z Voyageru 2, který na hranici mezihvězdného prostoru pronikl teprve nedávno, asi roku 2018.

Kromě lepšího pochopení toho, co se ve vesmíru děje, si od tohoto výzkumu vědci slibují také praktické důsledky. Právě částice, které se od Slunce vesmírným prostorem pohybují, totiž představují riziko pro astronauty, kteří podnikají delší kosmické cesty – například ty, které by člověka měly dovést v příštích letech na Mars.