17 czerwca 2011

"Witajcie, istoty z zaświatów" - ha ha ha

Tomasz Ulanowski 2011-06-16,
Na jego rubieżach, gdzie magnetyczne bąble wiatru słonecznego ścierają się z materią nawiewaną z innych gwiazd Drogi Mlecznej, pieni się jak w jacuzzi - ogłosili uczeni. Wiemy o tym dzięki dwóm małym bliźniaczym sondom.
Fot.: NASA za http://wyborcza.pl/1,75476,9794204,Uklad_Sloneczny_bije_piane.html#ixzz1PWd0YzcK
Stary" i "nowy" Układ Słoneczny. Zgodnie z nową teorią w strefie przygranicznej heliosfery, czyli obszaru, w którym panuje Słońce, pole magnetyczne wytwarzane przez naszą gwiazdę pieni się i zwija w bąble.
Nikt nie oczekiwał od Voyagerów tak wiele. Kiedy startowały pod koniec lata w 1977 r., naukowcy z NASA planowali, że zbadają tylko największe planety Układu Słonecznego - Jowisza i Saturna. Miały działać ledwie przez cztery lata. Przez ponad 30 lat pokonały jednak prawie 15 mld km, a ich zasilane bateriami nuklearnymi instrumenty naukowe ciągle przysyłają świeże wieści. Teraz już naprawdę z "końca świata". Głównym zadaniem Voyagerów jest dziś bowiem wyrysowanie granic Układu Słonecznego. Uczeni spodziewają się, że sondy miną je w ciągu trzech-czterech lat.




Szok w kuchni

Nasz Układ wygląda jak jajowata bańka nadmuchana przez wiatr wiejący ze Słońca. Naukowcy szacują jej rozmiary na maksymalnie 150 jednostek astronomicznych (czyli 150x150 mln km, bo tyle wynosi 1 j.a. równa średniej odległości Ziemi od Słońca). To obszar zwany heliosferą, w którym wiatr słoneczny dominuje nad tym dmuchającym z innych gwiazd. W jej wnętrzu znajduje się mniejszy bąbel zakończony tzw. szokiem końcowym, czyli sferą, w której rozpędzona plazma słoneczna napotyka pierwszy opór jonów pędzących z obszaru międzygwiezdnego i wlatując się w bardziej gęsty ośrodek, zwalnia z 300-700 km/s do prędkości poddźwiękowej (nieco ponad 1000 km/godz.). Granicę dominium Słońca wyznacza zaś heliopauza, w której ciśnienie wiatru słonecznego równoważy się z ciśnieniem strumienia naładowanych cząsteczek z dalekiego kosmosu.

Żeby to wszystko lepiej zrozumieć, wystarczy trochę poeksperymentować... w kuchni. Kiedy puścimy ostry strumień wody, na dnie zlewu zarysuje się kilka kręgów wody. Pierwszy, prosto z kranu, rozpryskuje się po dnie i w pewnym miejscu (szok końcowy) styka z bardziej zewnętrznym pierścieniem wody krążącej po obrzeżach (materia międzygwiezdna). Pomiędzy nimi powstaje niewielki płaszcz graniczny.

I to właśnie w tym płaszczu, strefie pomiędzy szokiem końcowym a heliopauzą, na rubieżach Układu Słonecznego podróżują dziś oba Voyagery.

Najnowsze wieści przysłane przez dzielne sondy zelektryzowały astronomów zajmujących się fizyką Słońca.

Bąblowo!

Do tej pory naukowcy sądzili, że granice naszego Układu są gładkie jak lodowe łuki. Wąsiska pola magnetycznego wytwarzanego przez Słońce, napotykając tam wiatr międzygwiezdny, miały się zwijać i zakręcać z powrotem ku miejscu swoich narodzin. Teraz okazuje się, że na słonecznych "dzikich polach" dzieje się dużo więcej.

Według informacji z Voyagerów, które zostały właśnie przetrawione przez specjalistyczne modele komputerowe w NASA, granice Układu Słonecznego buzują od wirów magnetycznych i przypominają jacuzzi, pianę w wannie albo kipiące mleko. Linie pola magnetycznego rozciągające się razem z wiatrem pędzącym od Słońca, zamiast grzecznie zawracać, zwijają się tam bowiem w bąble, zagarniając plazmę i tworząc gigantyczne pętle o średnicy 160 mln km.

- Ponieważ Słońce obraca się wokół własnej osi, wytwarzane przezeń pole magnetyczne także się skręca i marszczy, zupełnie jak sukienka wirującej baleriny - tłumaczy Merav Opher z Uniwersytetu Bostońskiego, który analizował dane z Voyagerów. - Daleko od Słońca, tam, gdzie teraz są obie sondy, zmarszczki na tej sukience zwijają się jeszcze bardziej.

To odkrycie jest o tyle ważne, że pomaga nam zrozumieć, w jaki sposób nasz Układ oddziałuje z resztą Drogi Mlecznej. Przez płaszcz graniczny heliosfery próbuje się bowiem przedostać mnóstwo kosmicznego bałaganu - chmury gazu, wąsy pola magnetycznego pochodzące z innych gwiazd, groźne dla życia promieniowanie kosmiczne (subatomowe cząstki rozpędzane przez czarne dziury i wybuchy supernowych prawie do prędkości światła).

- Bąble magnetyczne na dalekich rubieżach Układu Słonecznego to nasza pierwsza, dość niedoskonała, bo porowata, linia obrony przed promieniowaniem kosmicznym - mówi Merav Opher.

Skoro ciągle tu jeszcze jesteśmy, to chyba nie najgorzej spełnia swoje zadanie.


Każdego dnia niewielkie sondy Voyager (średnica ich kadłubów nie przekracza dwóch metrów, ich rozmiary powiększają jednak anteny i wysięgniki z przyrządami badawczymi) oddalają się od nas o 1,5 mln km, a Voyager 1 jest dziś najdalszym ziemskim posłańcem. NASA porozumiewa się z nimi za pomocą nadajnika wyposażonego w antenę o średnicy 70 m. Sygnał radiowy dogania statki w 16 godzin.

Na ich pokładach oprócz instrumentów naukowych znajduje się posłanie dla obcych cywilizacji. Na pozłacanych analogowych płytach (żeby ułatwić ich odtworzenie, NASA dodała instrukcję i igłę gramofonową) zapisano informacje o położeniu Układu Słonecznego i jego planetach, a także zdjęcia i dźwięki z Ziemi - jest tam nasza planeta widziana z orbity, obrazy zwierząt, ludzi, astronautów w kosmosie, dzieci bawiących się globusem, supermarketu, Tadż Mahal, liścia, są zdjęcia korka ulicznego, ludzkich organów płciowych, a także matki karmiącej niemowlę, dźwięk startującej rakiety, śpiew ptaków, rżenie konia, szum fal, utwory Bacha, muzyka ludowa i piosenka "Johnny B. Goode" Chucka Berry'ego. Na płytach są również zapisane równania matematyczne, a także schemat naszego DNA. NASA nagrała też w 55 językach pozdrowienia dla obcych. Po angielsku dziecięcy głos mówi: "Pozdrowienia od dzieci planety Ziemia". Po hiszpańsku: "Cześć wszystkim". Po francusku i niemiecku: "Witajcie wszyscy". Po polsku: "Witajcie, istoty z zaświatów".