ボイジャー2号はついに太陽系を取り囲む希薄なプラズマを調査できる

小さな宇宙船であるボイジャー2号は、毎秒太陽から10マイルずつ遠ざかりながら、宇宙へと突き進み続けている。その距離は41年かけて積み上げられ、木星、土星、天王星、海王星を通過した。11月5日、ついに兄弟機のボイジャー1号とともに、未踏の星間空間に到達した。

「ボイジャー探査機が両方ともこのマイルストーンを越えるのに十分な期間運用されたことを、私たちはみな嬉しく、安堵していると思います」とNASAジェット推進研究所のボイジャープロジェクトマネージャー、スザンヌ・ドッド氏はプレスリリースで述べた。「これは私たち全員が待ち望んでいたことです。」

ボイジャー2号は現在、太陽から110億マイル以上離れており、地球と太陽の距離の約122倍に相当します。光速で移動しているにもかかわらず、探査機からの通信が、カリフォルニア、スペイン、オーストラリアからの微かな信号を受信して​​いるディープ・スペース・ネットワークの巨大なアンテナに到達するまでには16時間以上かかります。

この発表は、2012年にボイジャー1号が太陽圏を脱出して以来、機能している宇宙船が太陽圏（太陽からの太陽風の流出によって膨らんだ泡）を離れた史上2度目の出来事となる。太陽風の存在は、太陽の影響が支配的な惑星間空間と、塵、ガス、宇宙線がまばらに混ざり合う恒星間の空間の違いを定義する。1972年に木星に向けて打ち上げられたパイオニア10号は、ボイジャー2号よりもさらに遠くまで飛行しており、境界を通過した可能性もあるが、この宇宙船は2003年に電源が切れ、測定結果を送信できない。

ボイジャーチームは、この数か月間、宇宙線の増加を記録した同機の残りの機器を注意深く監視してきた。荷電した太陽圏は、入ってくる粒子のほとんどを押しのけてはじくため、より多くの放射線がボイジャー2号が境界に近づいていることを示唆していた。11月5日の境界横断の決定的な証拠は、3つの形で現れた。宇宙線の増加が急上昇したこと、太陽から吹き出す太陽風粒子の数が急減したこと、そして2つの風が衝突して磁場が急激に強くなったことである。

「2つの風が互いに押し合っている」と、探査機のプラズマ科学機器の主任研究員であるジョン・リチャードソン氏は、今日ワシントンで開かれたアメリカ地球物理学連合の秋季会議で述べた。「太陽風が外に押し出し、星間風が内に入ってくる」

しかし、星間空間に入ったからといって宇宙船が太陽系を離れたわけではない、とボイジャーのプロジェクト科学者エド・ストーンは強調した。太陽系は太陽の重力に捕らえられた岩石や氷の塊の集まりで、オールトの雲として知られる宇宙領域にある多くの彗星や凍った天体も含まれる。彼は、ボイジャー宇宙船が約300年後にこの領域に入り、数万年そこに留まると予想している。

研究者たちは、ボイジャー 2 号の進歩に特に期待している。ボイジャー 1 号のプラズマ計測器は 1980 年に故障したのに対し、ボイジャー 2 号には周囲のプラズマを計測できる装置がまだ搭載されているからだ。ボイジャー 2 号はこのツールを使って、太陽系を取り囲む希薄なプラズマを初めて直接計測する。この物質は、宇宙の近隣地域に多くの物質をまき散らした超新星爆発について教えてくれる可能性がある。

一方で、両探査機はすでに太陽が惑星の周りに吹き出す保護バブルについて研究者に教えている。ボイジャー1号の出口からの測定では、この境界によって潜在的に有害な宇宙線の約70%が太陽系内部への侵入を完全に阻止され、地球に到達することはほとんどないことがわかった。太陽圏は太陽活動が活発になるにつれて膨張し、おそらく均一な形状ではないため、異なる場所と時間で2つのデータポイントを取得することで、間接的な観測でバブル全体をマッピングすることを目指す現在および今後の調査を導くための重要な詳細が得られた。「ボイジャーの素晴らしい点の1つは、私たちを驚かせ続けることです」とストーン氏は言う。「それは学ぶべきことがたくさんあることを意味します。」

両機とも、少なくともあと数年は飛行を続けるはずだ。両機は、衰えゆく電力と深宇宙の極寒と闘う中で（ボイジャー2号は現在、燃料の凝固点に危険なほど近い華氏約37度で飛行していると、ドッド氏はAGUの会議で述べた）、チームは最も価値のある科学データのためにどの機器を優先するかという難しい選択に直面することになるだろう。それでも、彼女は両機が少なくともあと5年、おそらく10年は飛行し続けるだろうと楽観視している。

「どちらの宇宙船も、高齢者として考えれば非常に健全です」と彼女は語った。

訂正 12/12: この記事の以前のバージョンでは、宇宙船が現在動作している温度を誤って変換していました。華氏 37 度です。誤りをお詫び申し上げます。