גשושיות וויאג'ר של נאס"א גילו "חומה" בטמפרטורה של 30,000-50,000 קלווין בקצה מערכת השמש

בשנת 1977 שיגרה נאס"א את גשושיות וויאג'ר כדי לחקור את קצה מערכת השמש ואת המרחב הבין-כוכבי שבין הכוכבים. אחת אחרי השנייה, שתי הגשושיות פגשו ב"חומת האש" שבגבולות המערכת שלנו, ומדדו טמפרטורות של 30,000-50,000 קלווין (29,726-49,726 מעלות צלזיוס) בעת שעברו דרכה.

התרשמות אמן המתארת את חללית וויאג'ר 2 כשהיא חוקרת את הגבולות החיצוניים של ההליוספרה - "בועה" מגנטית סביב מערכת השמש שנוצרת על ידי רוח השמש / Image credit: NASA/JPL

יש כמה דרכים להגדיר את קצה מערכת השמש, לדוגמה, המקום שבו מסתיימים כוכבי הלכת, או עננת אורט, גבול ההשפעה הגרביטציונית של השמש שבו עדיין יכולים עצמים לשוב חזרה אליה. דרך אחת היא להגדיר את הקצה לפי גבול השדה המגנטי של השמש, המקום שבו הוא נלחץ מול המדיום הבין-כוכבי, הנקרא הליופאוזה.

"השמש שולחת זרם קבוע של חלקיקים טעונים הקרוי רוח השמש, אשר בסופו של דבר עובר את כל כוכבי הלכת ומגיע עד פי שלושה ממרחקו של פלוטו, לפני שהוא מופרע על ידי המדיום הבין-כוכבי", מסבירה נאס"א. "זה יוצר בועה עצומה סביב השמש וכוכבי הלכת שלה, המכונה הליוספירה". מעבר לכך מצויה ההליופאוזה.

"הגבול בין רוח השמש לרוח הבין-כוכבית הוא ההליופאוזה, שם יש איזון בין הלחצים של שתי הרוחות. האיזון הזה גורם לרוח השמש להתהפך ולזרום לאחור לאורך 'זנב' ההליוספירה", ממשיכה נאס"א. "כאשר ההליוספירה חוצה את המרחב הבין-כוכבי, נוצר 'גל הלם' (Bow shock), בדומה לגל שנוצר כשספינה חוצה את האוקיינוס".

ב־25 באוגוסט 2012 הפכה וויאג'ר 1 לחללית הראשונה שעברה את גבול ההליוספירה וחצתה את ההליופאוזה, ואחריה וויאג'ר 2 בשנת 2018. לפני חציית ההליופאוזה על ידי הגשושיות, המדענים לא ידעו בדיוק היכן נמצא הגבול, אך העובדה שהן פגשו בו במרחקים שונים חיזקה השערות קיימות.

"מדענים שיערו שגבול ההליוספירה, ההליופאוזה, עשוי לנוע בהתאם לפעילות השמש, בדומה לריאה המתכווצת ומתרחבת עם הנשימה", הסבירו בנאס"א. "זה תאם לעובדה שהגשושיות פגשו את ההליופאוזה במרחקים שונים מהשמש".

תרשים של ההליוספירה מציג את מערכת השמש כאשר רוח השמש והשדה המגנטי של השמש זורמים החוצה כדי לפגוש את התווך הבין-כוכבי. מדענים עדיין אינם יודעים את צורת ההליוספירה אך מכירים את גבולה המשולש, המורכב מגל הלם סיום פנימי והליופאוזה חיצונית, בין היתר בזכות תצפיות שנאספו על ידי שתי הגשושות וויאג'ר.

למרות שלא מדובר בגבול חד או "חומה" ממש, כפי שלעיתים מכנים אותו, בשתי המקומות הגשושיות מדדו טמפרטורות של 30,000-50,000 קלווין, ולכן לעיתים מכונה האזור גם "חומת אש". הגשושיות שרדו את המעבר דרך ה"חומה", שכן אף שהחלקיקים שנמדדו היו בעלי אנרגיה גבוהה במיוחד, הסיכוי להתנגשויות באזור כה דל-חלקיקים של החלל נמוך מאד, ולכן לא התאפשרה העברת חום מספקת שתפגע בגשושיות.

הגשושיות וויאג'ר ממשיכות לשלוח נתונים מאזורים שמעבר ל"חומה" הזו, והן היחידות שעברו אותה עד כה, כמעט 50 שנה לאחר ששוגרו. יחד, הן גילו הפתעות רבות בהצצה הראשונה של האנושות אל מעבר למערכת השמש. "תצפית ממכשיר השדה המגנטי של וויאג'ר 2 אישרה ממצא מפתיע של וויאג'ר 1: השדה המגנטי באזור שמעבר להליופאוזה מקביל לשדה המגנטי בתוך ההליוספירה", הסבירו בנאס"א זמן קצר לאחר אחת מאותן הפתעות.

"במקרה של וויאג'ר 1 הייתה למדענים רק דגימה אחת של שדות אלה, ולכן לא יכלו לקבוע אם ההתאמה בין השדות מאפיינת את כל האזור החיצוני או רק צירוף מקרים. מדידות המגנטומטר של וויאג'ר 2 אישרו את ממצא וויאג'ר 1 ומצביעות על כך שהשדות אכן מתיישרים זה עם זה".

מקורות:

• קטעים מ- Our Solar System Is Surrounded By An 89,000°F Wall of Plasma מאתIntelligent Living  שנכתב ע"י: Andrea D. Steffen.

• קטעים מ-NASA's Voyager Spacecraft Found A 30,000-50,000 Kelvin "Wall" At The Edge Of Our Solar System מאת IFLScience שנכתב ע"י: James Felton.

• קטעים מ- NASA’s Beloved Voyager Probes Find Puzzles beyond the Solar System מאת: Scientific American שנכתב ע"י: Meghan Bartels.