Mezihvězdné cesty kosmických sond Voyager

Dvě kosmické sondy NASA s názvem Vyoager 1 a Voyager 2 se řítí napříč neprobádaným prostorem na své cestě za hranicemi naší Sluneční soustavy. Neustále provádějí měření mezihvězdného prostředí podél trajektorie letu, doposud záhadného prostředí mezi hvězdami. Hubbleův kosmický teleskop HST poskytnul cestovní mapu – na základě měření látky podél trajektorie sond při jejich pohybu vesmírem. Dokonce i po ukončení dodávky elektrické energie, kdy sondy Voyager již nebudou schopny posílat na Zemi nová data, což se může přihodit zhruba během příštího desetiletí, astronomové mohou využívat pozorování z Hubbleova teleskopu k určení charakteristik prostředí, skrz které tito mlčící vyslanci lidstva budou prolétávat.

Předběžné analýzy pozorování z Hubbleova teleskopu odhalily bohatý složitý mezihvězdný prostor, obsahující četná oblaka vodíku protkaná dalšími chemickými prvky. Data z HST kombinovaná s údaji ze sond Voyager rovněž odhalila nové poznatky o tom, jak se naše Slunce pohybuje mezihvězdným prostorem.

„Toto je velká příležitost porovnat data z měření vlastností kosmického prostoru in situ (tj. přímo na místě), která provádějí kosmické sondy Voyager, s údaji zjištěnými na dálku pomocí Hubbleova kosmického teleskopu,“ říká vedoucí výzkumu Seth Redfield, Wesleyan University, Middletown, Connecticut. „Voyagery provádějí studium malých oblastí během průletu kosmickým prostorem rychlostí 61 000 kilometrů za hodinu. Avšak nemáme žádnou představu o tom, jestli tyto malé oblasti jsou typické nebo výjimečné. Pozorování pomocí HST poskytují rozšířený pohled, protože teleskop pozoruje v dlouhé a široké stopě podél dráhy kosmických sond. Tímto způsobem HST dává do souvislosti vlastní pozorování s poznatky získanými detektory na sondách Voyager při cestě vesmírem.“

Astronomové doufají, že pozorování pomocí HST pomohou charakterizovat fyzikální vlastnosti lokálního mezihvězdného prostředí. „V ideálním případě spojení těchto pohledů s měřeními, která uskutečňují sondy Voyager, poskytnou nebývalý přehled o místním mezihvězdném prostředí,“ říká členka týmu HST Julia Zachary, Wesleyan University.

NASA vypustila dvojici kosmických sond Voyager v roce 1977. Obě sondy zkoumaly planety Jupiter a Saturn, Voyager 2 navštívil ještě planety Uran a Neptun.

Průkopnické sondy Voyager v současné době studují nejvzdálenější okraj slunečního „panství“. Voyager 1 nyní prolétává mezihvězdným prostorem – oblastí mezi hvězdami, která je zaplněna plynem, prachem a recyklovaným materiálem z umírajících hvězd.

Voyager 1 je nyní vzdálen od Země 20,5 miliardy kilometrů a představuje nejvzdálenější lidmi vyrobené těleso ve vesmíru. Přibližně za 40 000 roků, kdy sonda již dlouho nebude funkční a nebude schopna poslat na Zemi žádné informace, prolétne ve vzdálenosti 1,6 světelného roku od hvězdy Gliese 445 v souhvězdí Žirafy. Sonda Voyager 2 je v současnosti vzdálena od Země 17 miliard kilometrů. Ke hvězdě Ross 248 se přiblíží na vzdálenost 1,7 světelného roku, a to rovněž za 40 000 roků.

Během následujících 10 roků budou sondy Voyager provádět měření mezihvězdné hmoty, magnetických polí a kosmického záření podél svých trajektorií. HST doplní pozorování Voyagerů sledováním prostředí podél dráhy každé ze sond za účelem mapování struktury mezihvězdného prostředí podél směru jejich hvězdného putování. Každá linie pohledu zahrnuje prostor několika světelných roků v okolí hvězd. Shromažďování vzorků světla z těchto hvězd provádí spektrograf STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) na palubě HST na základě měření, jak mezihvězdná látka absorbuje určitou část světla hvězd, čímž zanechává výpověď v podobě spektrálních čar.

Hubbleův teleskop objevil, že sonda Voyager 2 se bude pohybovat dva tisíce roků ven z mezihvězdného oblaku, který obklopuje Sluneční soustavu. Astronomové na základě údajů z HST předpokládají, že sonda stráví zhruba 90 000 roků ve druhém oblaku ještě předtím, než bude prolétávat třetím mezihvězdným oblakem.

Inventura složení oblaku prozradila drobné odchylky v množství chemických prvků obsažených v tomto prostředí. „Tyto změny mohou znamenat, že se oblaka vytvořila jiným způsobem nebo v jiných oblastech a následně se spojila dohromady,“ říká Seth Redfield.

Počáteční pohled na data z Hubbleova teleskopu rovněž naznačují, že Slunce prochází skrz shluk materiálu blízkého vesmíru, který může ovlivňovat heliosféru – velkou bublinu zahrnující naši Sluneční soustavu – která je vytvářena tlakem slunečního větru. Na její hranici, tzv. heliopauze, sluneční vítr proniká ven do mezihvězdnému prostředí. HST a sonda Voyager 1 uskutečnily měření mezihvězdného prostředí za touto hranicí, kde zasahuje spíše hvězdný než sluneční vítr.

„Jsem skutečně fascinován interakcí mezi hvězdami a mezihvězdným prostředím,“ říká Seth Redfield. „Tyto druhy interakcí probíhají v okolí většiny hvězd a jedná se o dynamické procesy.“

Heliosféra je stlačována, když se Slunce pohybuje skrz hustější prostředí, a naopak expanduje zpět v případě, kdy hvězda prochází prostředím s nízkou hustotou. Tyto expanze a kontrakce způsobují interakci mezi vnějším tlakem a hvězdným větrem, vyrovnávají tok nabitých částic a tlak mezihvězdné látky obklopující hvězdu.

Tyto výsledky pozorování prezentoval tým astronomů dne 6. ledna 2017 na zimním zasedání Americké astronomické společnosti, které se uskutečnilo v Grapevine, Texas, USA.

Zdroj: http://hubblesite.org/news_release/news/2017-01

autor: František Martinek