太陽系の外惑星を調査するために打ち上げられたNASAのボイジャー2号は、40年以上にわたり110億マイル以上を旅して集めた恒星間空間からの最初のデータを科学者らが分析した。
これは、太陽圏（太陽が生み出すプラズマと磁場で構成された広大な領域）を越えた2番目の人工探査機として知られています。昨年、ついに太陽系を離脱し、恒星間空間へと突入しました。2012年に太陽圏から離脱した双子のボイジャー1号に合流しました。ちなみに、NASAのパイオニア10号と11号はどこか宇宙空間で行方不明になっており、今頃は太陽系を離れているかもしれません。
ボイジャー2号が送信したデータは、大規模な物理学者チームによって分析され、その成果は今週月曜日にネイチャー・アストロノミー誌に5本の論文として発表されました。具体的には、ボイジャー2号による宇宙線、磁場、太陽圏内外のプラズマと粒子の密度の測定結果が評価されました。
多くの発見は、ボイジャー1号が宇宙の私たちの小さな裏庭を離れた際に発見されたことを裏付けるものであり、それ自体が有益です。「ボイジャー探査機は、天の川銀河の星間空間の大部分を満たす物質と太陽がどのように相互作用しているかを示しています」と、論文の筆頭著者であり、ボイジャー計画のプロジェクト科学者でもあるエド・ストーン氏は述べています。
「ボイジャー2号からのこの新しいデータがなければ、ボイジャー1号で観測したものが太陽圏全体の特徴なのか、それとも通過した場所と時間に特有のものなのかはわかりません。」
ヘリオスフィアは、太陽系を銀河宇宙線から守る巨大な保護バブルです。プラズマから構成され、太陽系全体を流れる太陽風が星間物質の圧力によってそれ以上進むのを阻まれている状態を指します。両領域の間にある小さな領域はヘリオシースと呼ばれ、バブルの端はヘリオポーズと呼ばれます。
太陽圏、星間物質、そしてボイジャー宇宙船の航行経路を示す図。画像提供：NASA/JPL-Caltech
ボイジャー2号は、周囲の星間物質のプラズマの温度が太陽圏よりも低いことを発見しました。また、測定により、プラズマの密度は太陽圏の内側よりも外側の方が高いことも確認されました。
勇敢な探査機がヘリオポーズの内縁を通過した際、何らかの原因でプラズマ密度が急上昇した。研究者たちはプラズマが圧縮されていると考えているが、粒子を圧縮している原因ははっきりとは分かっていない。
興味深いことに、ボイジャー2号は太陽圏内の粒子の流れが星間空間に漏れ出ているのを検出しました。その漏れは、以前にボイジャー1号で観測されたものよりも大きかったそうです。
ボイジャー1号は41年前に地球を離れ、スペースXは今週土曜日に地球に着陸することを望んでいる。
続きを読む
残る謎の一つは、ヘリオポーズの両側の磁場の方向です。磁場は平行、つまり一直線に並んでいるように見えますが、その理由は未だ解明されていません。この一直線はボイジャー1号によって発見され、現在ではボイジャー2号のデータによって確認されています。
「歴史的に見て、太陽風は星間空間に深く入っていくにつれて徐々に弱まっていくという古い考えは、全くの誤りです」と、2本目のプラズマ密度に関する論文の共著者であり、米国アイオワ大学の物理学・天文学名誉教授であるドン・ガーネット氏は述べています。「ボイジャー2号、そして以前のボイジャー1号でも、宇宙には明確な境界が存在することが示されました。プラズマを含む流体がどのようにして境界を形成するのか、実に驚くべきことです。」
ボイジャー1号は太陽から220億キロメートル（136億マイル）以上、2号は182億キロメートル（113億マイル）離れた場所まで到達しました。両探査機は、事実上無期限に天の川銀河の奥深くへと高速で進み続けるでしょう。
「2機のボイジャーは地球よりも長く生き続けるでしょう」と、論文の共著者でありアイオワ大学の研究者であるビル・カースは述べた。「2機は50億年以上、銀河系を周回する軌道を周回します。そして、何かに衝突する確率はほぼゼロです。」®
