이미지 크레디트 : NASA
NASA의 Voyager 1 우주선은 태양풍이 성간 가스에 부는 헬리오 시스 (heliosheath)라고 불리는 우주 지역까지 태양계의 외부 한계에 거의 도달했습니다. 과학자들이 태양계의 먼 지역에 대한 데이터를 수집 한 것은 이번이 처음입니다. 1977 년 9 월 5 일에 발사 된 Voyager 1은 현재 태양으로부터 130 억 km 떨어져 있습니다.
NASA의 Voyager 1 우주선은 태양계의 최후의 개척지로 들어가는 최초의 우주선으로 다시 역사를 만들려고합니다. 그러나이 지역에 도달하기 전에 Voyager 1은 고 에너지 입자의 광선 원인 폭력 구역 인 종단 충격을 통과해야합니다.
Voyager는이 난류 영역을 통과하여 과학자들에게 태양계의 미개척 최후의 최전선 인 헬리오 시스 (heliosheath)를 직접 측정 할 수있게 해줄 것이며, 과학자들은이 구절이 이미 시작되었는지 토론하고 있습니다. 이 연구에 관한 두 개의 논문이 2003 년 11 월 5 일 Nature에 발표되고있다. 첫 번째 논문은 Johns Hopkins University의 물리학 실험실 인 Stamatios M. Krimigis 박사와 그의 팀은이 주장을 뒷받침하는 증거를 제공한다. 보이저 1은 터미네이션 쇼크를 넘어 섰습니다. 메릴랜드 대학교의 Frank B. McDonald 박사, College Park 및 그의 팀의 두 번째 논문은이 주장에 대한 증거를 제시합니다. 2003 년 10 월 30 일 NASA의 고다드 우주 비행 센터, 그린벨트, 메릴랜드 및 공동 연구원의 레오나드 F. 벌라가 박사에 의해 지구 물리학 연구 서한에 게재 된 세 번째 논문은 보이저 1이 터미네이션 충격을 넘어서지 않았다는 증거를 제시합니다. (종단 충격 및 헬리오 시스의 그림은 이미지 2a를 참조하십시오).
“Voyager 1 관측에 따르면 우리는 태양계의 새로운 부분에 들어 섰습니다. 우리가 터미네이션 쇼크를 넘 었는지 여부에 관계없이, 팀은 이전에 본 적이 없었기 때문에 흥분합니다. 관측은 내부 태양계와 다른 점입니다. 워싱턴 DC, NASA 본부 프로그램
“Voyager 1은 태양으로부터의 바람이 갑자기 느려지고 성간 바람에 대항하여 바깥쪽으로 밀려 가면서 거대한 충격파가 형성되는 우주 깊숙한 지역의 두드러진 징후를 보았습니다. 관측 결과는 우리를 놀라게하고 당황하게 만들었으므로 Voyager가 태양계 바깥 쪽 가장자리에서이 새로운 영역을 탐색하기 시작하면서 발견해야 할 것이 많이 남아 있습니다.”라고 캘리포니아 Pasadena의 캘리포니아 공과 대학 (Vayagen Institute of Technology)의 Voyager 프로젝트 과학자 인 Edward Stone 박사는 말했습니다.
Voyager 1은 태양으로부터 130 억 킬로미터 이상 떨어져있는 인류가 만든 가장 먼 물체입니다. 1977 년 9 월 5 일에 발사 된이 행성은 거대한 행성 목성과 토성을 탐험하기 전에 토성의 중력에 의해 깊은 우주를 향해 던졌습니다. 이제 종단 충격을 넘어선 지역에 접근하여 일시적으로 진입했을 수 있습니다.
종료 충격은 별들 사이의 가스에 의한 압력에 의해 태양으로부터 지속적으로 송풍되는 얇은 하전 된 가스 흐름 인 태양풍이 느려지는 곳이다. 터미네이션 충격시 태양풍은 초당 평균 300 – 700 km (700,000 – 1,500,000 mph)의 속도에서 갑자기 느려집니다. (헬리오 시스에서 태양풍을 가열하는 방법을 보려면 영화 4를 참조하십시오).
종단 충격의 정확한 위치는 알려지지 않았으며 원래 Voyager 1보다 태양에 더 가깝다고 생각되었습니다. 보이저 1 호가 태양으로부터 더 멀리 순항함에 따라, 모든 행성들이 태양풍에 의해 날려 버린 거대한 기포 안에 있었고, 종단 충격이 훨씬 더 먼 것으로 확인되었습니다 (애니메이션 1).
우리는 성간 공간의 정확한 조건, 심지어 알고있는 것, 태양풍의 속도 및 압력, 종단 충격의 팽창, 수축 및 리플. 설거지를 할 때마다 비슷한 효과를 볼 수 있습니다 (동영상 3). 물 흐름 아래에 접시를 놓으면 비교적 부드러운 흐름으로 물이 접시 위에 퍼집니다. 물 흐름은 가장자리가 거칠어 물이 갑자기 느려지고 쌓입니다. 가장자리는 종단 충격과 같으며 물의 흐름이 변함에 따라 거친 가장자리의 모양과 크기가 변경됩니다.
2002 년 8 월 1 일부터 2003 년 2 월 5 일까지 과학자들은 Voyager 1의 두 가지 에너지 입자 장비에서 비정상적으로 읽은 것을 발견했으며 이는 이전과는 달리 태양계의 한 영역에 들어 갔음을 나타냅니다. 이로 인해 Voyager가 종단 충격의 일시적인 기능에 진입했을 수 있다고 주장하는 사람들이있었습니다. 작은 범프와“손가락”이 판 위의 물 흐름의 거친 가장자리에서 나타나고 사라지는 것처럼 보이저는 종단 충격의 가장자리에서 일시적인“손가락”에 들어갔을 수 있습니다.
Voyager가 여전히 태양풍의 속도를 측정 할 수 있다면 논란의 여지가 쉽게 해결 될 것입니다. 태양풍이 종료 충격에 갑자기 느려지기 때문입니다. 그러나 태양풍 속도를 측정하는 기기는 더 이상 유능한 우주선에서 작동하지 않으므로 과학자는 Voyager가 종단 충격을 뚫었을 때 여전히 추론하기 위해 작동하는 기기의 데이터를 사용해야합니다.
충격을 가로 지르는 증거는 2002 년 8 월 1 일부터 2003 년 2 월 5 일까지 고속 전기 대전 입자 (전자 및 이온)가 100 배 이상 증가한 Voyager의 관찰을 포함합니다. Voyager가 터미네이션 충격을 통과하면 충격이 반대쪽의 빠른 바람과 느린 바람 사이에서 탁구 공처럼 앞뒤로 튀어 나오는 전기적으로 대전 된 입자를 자연스럽게 가속시키기 때문에 Voyager가 종단 충격을 통과 한 경우에 예상됩니다.
둘째, 입자는 보이저를지나 태양으로부터 멀어지고 바깥쪽으로 흐르고있었습니다. 만약 종단 충격의 가속 영역이 이제 우주선 뒤에 있기 때문에 Voyager가 이미 종단 충격을 넘어 넘어간 경우에 예상됩니다. 셋째, 태양풍 속도의 간접 측정은 Voyager가 충격을 넘어 설 경우 예상되는 것처럼이 기간 동안 태양풍이 느리다는 것을 나타냅니다.
“우리는 간접 기술을 사용하여 태양풍이 약 70 만 mph에서 10 만 mph 미만으로 느려졌 음을 보여줍니다. 태양풍 속도를 측정하는 기기가 여전히 작동 할 때에도이 같은 기술이 사용되었으며 대부분의 경우 두 측정 간의 일치가 20 %보다 우수했습니다.”라고 Krimigis는 말했습니다.
충격에 대한 증거는 저속 입자의 급격한 증가가 있었지만 과학자들이 터미네이션 충격이 생성한다고 생각하는 다소 더 빠른 속도에서는 보이지 않았다는 관찰을 포함합니다.
그러나 진입에 대한 가장 강력한 증거는이 기간 동안 자기장이 증가하지 않았다는 보이저의 관찰입니다. 이론적 인 모델에 따르면, 이것은 태양풍이 느려지면 항상 발생해야합니다. 교통량이 적은 고속도로를 상상해보십시오. 물 웅덩이처럼 무언가가 운전자의 속도를 늦추면 자동차가 쌓여 밀도가 높아집니다. 같은 방식으로, 태양풍이 느려지면 태양풍에 의해 운반되는 자기장의 밀도 (강도)가 증가합니다.
“2002 년 말 Voyager 1 자기장 관측에 대한 분석은 종단 충격을 넘어서 먼 헬리오 스피어의 새로운 영역에 진입하지 않았 음을 나타냅니다. 오히려, 자기장 데이터는 수년간의 이전 관측에 기초하여 예상되는 특성을 가졌지 만, 관측 된 에너지 입자의 강도는 비정상적으로 높지만”라고 Burlaga는 말했다.
연구팀은 Voyager 1이 새로운 현상, 즉 저에너지 입자가 매우 풍부하고 태양으로부터 멀어지는 6 개월의 기간을 보았 음을 동의합니다. 비정상적인 기간이 끝나면 Voyager 1이 태양풍으로 돌아 왔다는 데 동의하므로 이것이 종료 충격을 넘어 일시적으로지나 가면 다음 몇 년 내에 충격이 다시 나타납니다. 마지막으로 관찰 결과에 따르면 종단 충격은 다른 사람보다 훨씬 복잡합니다.
Voyager 1과 자매 우주선 Voyager 2는 목성과 토성에 대한 원래 임무를 수행하기 위해 태양 전지판을 사용할 수없는 우주 지역으로 향하게되었으며, 각각 우주선 시스템과 장비에 전력을 생산하는 3 개의 방사성 동위 원소 열전 발전기가 장착되었습니다. 26 년이 지난 후에도 먼 곳, 춥고 어두운 곳에서 계속 작동하는 보이저는이 에너지 공급 발전기로 수명이 길어 이산화 플루토늄이 자연적으로 쇠퇴하여 발생하는 열에서 전기를 생산합니다.
Voyagers는 캘리포니아 주 패서 디나에있는 NASA의 제트 추진 연구소 (JPL)에 의해 지어졌으며, 발사 후 26 년이 지난 후에도 두 우주선을 계속 운영하고 있습니다. JPL이 운영하는 글로벌 우주선 추적 시스템 인 NASA의 DSN (Deep Space Network)을 통해 우주선을 제어하고 데이터를 반환합니다. Voyager 프로젝트 관리자는 JPL의 Ed Massey입니다. 보이저 프로젝트 과학자는 캘리포니아 공과 대학의 에드워드 스톤 박사입니다.
원본 출처 : NASA 뉴스 릴리스
