画像クレジット：NASA
NASAのVoyager 1宇宙船は、太陽風が星間ガスに吹き付けられるヘリオスシースと呼ばれる宇宙の領域まで、太陽系の限界に近づいています。これは、科学者が太陽系のこれらの遠方の領域に関するデータを収集したのは初めてです。 1977年9月5日に発売されたVoyager 1は、現在、太陽から130億km離れています。
NASAのVoyager 1宇宙船は、太陽系の最後のフロンティアに入る最初の宇宙船として再び歴史を作ります。これは、太陽からの風が星の間の薄いガスに熱せられる広大な広がり、星間空間です。ただし、この領域に到達する前に、Voyager 1は、高エネルギー粒子のビームの発生源である激しいゾーンである終了ショックを通過する必要があります。
ボイジャーのこの乱流地帯の旅は、太陽系の未探索の最終フロンティア（ヘリオスシースと呼ばれる）の最初の直接測定を科学者に提供します。科学者は、この通過がすでに始まっているかどうかについて議論しています。この研究に関する2つの論文が2003年11月5日にNatureに掲載されています。JohnsHopkins University Applied Physics LaboratoryのStamatios M. Krimigis博士、メリーランド州ローレル、および彼のチームによる最初の論文は、主張を裏付ける証拠を提供していますVoyager 1は終了時のショックを超えました。メリーランド大学カレッジパークのフランクB.マクドナルド博士と彼のチームによる2番目の論文は、この主張に対する証拠を示しています。 2003年10月30日、NASAのGoddard宇宙飛行センターのLeonard F. Burlaga博士、メリーランド州グリーンベルト、および共同研究者による地球物理学研究レターで発行された3番目の論文は、Voyager 1が終了ショックを超えなかったことを示しています。 （終了ショックとヘリオシースの図については、画像2aを参照してください）。
「ボイジャー1号の観測は、私たちが太陽系の新しい部分に入ったことを示しています。終了のショックを乗り越えたかどうかにかかわらず、チームはこれまで見たことがないので興奮しています。観測はここでは内部の太陽系とは異なります。」とサンアースコネクションの研究者であるエリッククリスチャン博士は述べたNASA本部、ワシントンDCでのプログラム。
「Voyager 1は、太陽からの風が急激に減速して星間風を外側に押し付けると巨大な衝撃波が形成される、宇宙の深い領域の顕著な兆候を目にしました。観測は私たちを驚かせ、困惑させたので、ボイジャーが太陽系の外縁でこの新しい領域を探索し始めたとき、発見すべきことがたくさんあります」と、カリフォルニア工科大学ボイジャープロジェクトサイエンティスト、エドワードストーン博士は述べました。
太陽から80億マイル（130億km）以上離れた場所にあるボイジャー1は、人類が構築した最も遠い天体です。 1977年9月5日に打ち上げられたこの惑星は、巨大惑星である木星と土星を探索した後、土星の重力によって宇宙に投げ出されました。それは現在、終了ショックを超えた地域に近づいており、一時的に入る可能性があります。
終了時のショックは、太陽から絶え間なく吹き出される帯電したガスの薄い流れである太陽風が、星の間のガスからの圧力によって遅くなる場所です。終了時の衝撃で、太陽風は平均速度300〜700 km /秒（700,000〜1,500,000 mph）から急激に減速します。 （これがヘリオシースの太陽風をどのように加熱するかについては、ムービー4を参照してください）。
終了ショックの正確な位置は不明であり、当初は現在Voyager 1よりも太陽に近いと考えられていました。ボイジャー1号が太陽から遠ざかるにつれて、すべての惑星が太陽風によって吹き飛ばされた巨大な泡の中にあり、終了時の衝撃がはるかに遠いことが確認されました（アニメーション1）。
星間空間の正確な状態が分からないため、終了ショックの場所を推定することは困難です。私たちが知っていることでさえ、太陽風の速度と圧力、終了ショックを拡大、収縮させる原因となる変化です。リップル。お皿を洗うたびに同様の効果が見られます（映画3）。水の流れの下にプレートを置くと、水がプレートの上に比較的滑らかな流れで広がることがわかります。水の流れは、水が急激に減速して堆積する荒いエッジを持っています。エッジは終了ショックのようなもので、水の流れが変化すると、ラフエッジの形状とサイズが変化します。
2002年8月1日頃から2003年2月5日頃にかけて、科学者たちはVoyager 1の2つのエネルギー粒子計器の異常な読み取り値に気づきました。これは、ボイジャーが終了ショックの一時的な特徴に入ったかもしれないと主張する人々を導きました。プレート上の水の流れの荒い端に小さな隆起と「指」が現れたり消えたりするのと同じように、ボイジャーは終了ショックの端に一時的な「指」に入った可能性があります。
Voyagerが太陽風の速度を測定できれば、論争は簡単に解決されます。これは、終了時の衝撃で太陽風が急激に遅くなるためです。ただし、太陽風の速度を測定する計器は、由緒ある宇宙船では機能しなくなったため、科学者は、まだ動作している計器のデータを使用して、Voyagerが終了ショックを突き刺したかどうかを推測する必要があります。
衝撃を越えた証拠には、2002年8月1日から2003年2月5日までの期間、高速に帯電した粒子（電子とイオン）が100倍以上増加したというVoyagerの観測が含まれています。これは、ボイジャーが終了ショックを通過した場合に予想されます。ショックは、衝撃の反対側の高速と低速の風の間でピンポンボールのように前後に跳ね返る帯電粒子を自然に加速するためです。
次に、粒子は外向きに流れ、ボイジャーを通り過ぎて太陽から離れていました。これは、Voyagerがすでに終了ショックを超えた場合に予想されます。終了ショックの加速領域が宇宙船の背後にあるためです。第三に、太陽風速の間接的な測定は、ボイジャーがショックを超えていた場合に予想されるように、太陽風がこの期間中遅いことを示しました。
「私たちは間接的な手法を使用して、太陽風が約700,000 mphから100,000 mphをはるかに下回るまで減速したことを示しました。クリミギス氏は、これと同じ手法を以前に使用していたが、太陽風速を測定する計器がまだ機能しており、2つの測定値の一致はほとんどの場合20％を上回っていた。
衝撃への進入に対する証拠には、低速粒子が劇的に増加した一方で、終了衝撃が発生すると科学者が信じているやや高速では観測されなかったという観察が含まれています。
ただし、侵入に対する最も強い証拠は、磁場がこの期間中に増加しなかったというボイジャーの観察です。理論モデルによると、これは太陽風が減速するたびに発生するはずです。交通量の少ない高速道路を想像してみてください。何かがドライバーを減速させる場合、たとえば水たまりのように、車が積み重なる–それらの密度が増加します。同様に、太陽風が減速すると、太陽風によって運ばれる磁場の密度（強度）が増加します。
「2002年後半のボイジャー1号磁場観測の分析は、それが終了ショックを越えたために遠方の太陽圏の新しい領域に入らなかったことを示しています。むしろ、観測されたエネルギー粒子の強度は異常に高いものの、磁場データは、長年の過去の観測に基づいて予想される特性を持っていました」とBurlagaは述べました。
チームは、ボイジャー1号に新しい現象が見られたことに同意します。低エネルギーの粒子が非常に豊富で、太陽から流れ出る6か月の期間です。異常な期間が終了したとき、両者はVoyager 1が太陽風に戻ったことに同意するため、これが終了ショックを超えた一時的な通過であった場合、おそらく今後数年で再びショックが見られます。最後に、観察は、終了ショックが誰もが思っていたよりもはるかに複雑であることを示しています。
木星と土星への当初のミッションでは、ボイジャー1号と姉妹の宇宙船ボイジャー2号は、ソーラーパネルが実現できない宇宙の領域に運命づけられていたため、それぞれに3つのラジオアイソトープ熱電発電機が搭載され、宇宙船システムと機器に電力を生成していました。 26年経った今も遠隔地の冷暗所で稼働しているボイジャーは、二酸化プルトニウムの自然崩壊によって発生した熱から電気を生成するエネルギー省提供の発電機に長寿を負っています。
ボイジャーはカリフォルニア州パサデナにあるNASAのジェット推進研究所（JPL）によって建造され、打ち上げから26年後も両方の宇宙船を運用しています。宇宙船は制御されており、NASAのディープスペースネットワーク（DSN）を通じてデータが返されます。これは、JPLが運営するグローバルな宇宙船追跡システムです。 Voyagerプロジェクトマネージャーは、JPLのEd Masseyです。ボイジャープロジェクトサイエンティストは、カリフォルニア工科大学のエドワードストーン博士です。
元のソース：NASAニュースリリース
