Переживут Землю и Млечный Путь. Ученые рассчитали, как далеко улетят Voyager-1 и Voyager-2

вояджер, космический аппарат, Млечный Путь
Фото: NASA/JPL-Caltech

Исследователи спрогнозировали невероятное путешествие космических аппаратов и события, свидетелями которых они станут.

Ученые спрогнозировали, каким будет путь двух космических аппаратов Voyager-1 и Voyager-2 в ближайшие 5 млрд лет и позже. Об этом сообщает Space.com.

Ник Оберг, докторант Астрономического института Каптейна в Нидерландах и его коллеги вычислили, с чем могут столкнуться два аппарата Voyager на своем пути.

В 1977 году NASA запустило Voyager-1 и Voyager-2, чтобы выйти за пределы Солнечной системы. На каждом аппарате был установлен большой позолоченный медный диск размером 30 см. Детище знаменитого астронома Карла Сагана, "Золотые пластинки" содержат звуковые и видеосигналы, которые помогут другим разумным существам сложить мнение о землянах.

Оба космических аппарата уже посетили Юпитер и Сатурн, затем их пути разошлись: Voyager-1 изучил спутник Сатурна Титан, в то время как Voyager-2 пролетел мимо Урана и Нептуна.

В 2012 году Voyager-1 прошел через гелиопаузу, которая отмечает край околосолнечного пространства, и вошел в межзвездное пространства. В 2018 году Voyager-2 проделал тот же путь.

Два космических корабля продвигаются через бескрайние просторы Солнечной системы. Они продолжают посылать сигналы обратно на Землю, отчитываясь о своих путешествиях. Несмотря на то, что через несколько лет аппараты умолкнут навсегда, их путешествие не закончится.

В новом исследовании Оберг и его команда объединили данные о будущих траекториях Voyager и особенностях окружающей среды, через которую будут пролетать аппараты. Таким образом ученые оценили вероятность того, выживут ли сами "Вояджеры" и их "Золотые пластинки".

вояджер, золотая пластинка
Изображение одной из "Золотых пластинок".
Фото: NASA/JPL-Caltech

Результатом стал прогноз, который выходит за временные рамки возможного вымирания человечества, а также столкновения Млечного Пути с соседней галактикой Андромеды.

"Наша первоначальная цель состояла в том, чтобы с очень высокой точность определить, с какими звездами "Вояджеры" могут однажды столкнуться, используя недавно выпущенный каталог звезд Gaia", – говорит Оберг.

Лишь через 20 тыс. лет Voyager-1 и Voyager-2 пройдут через облако Оорта – скопления комет и ледяных обломков, вращающихся вокруг Солнца на расстоянии до 100 тыс. астрономических единиц. Эта точка станет последней в путешествии по Солнечной системе.

"В этот момент аппараты впервые начнут ощущать гравитационное притяжение других звезд сильнее, чем нашего собственного Солнца", – отмечает исследователь.

Пройдет еще 10 тыс. лет, прежде чем космический аппарат действительно приблизится к инопланетной звезде, в частности к красному карлику под названием Ross 248. Этот пролет произойдет примерно через 30 тыс. лет, говорит Оберг.

"На самом деле это будет больше похоже на то, что Ross 248 пронесется мимо почти неподвижных "Вояджеров", – отмечает исследователь.

Через 500 млн лет Солнечная системы и "Вояджеры" совершат полный оборот по Млечному Пути. По словам Оберга, невозможно предсказать, что к тому времени произойдет на Земле, но за такой временной промежуток в прошлом на планете сформировалась и разрушилась Пангея и другие суперконтиненты.

На протяжении всей галактической орбиты аппараты будут колебаться вверх и вниз, причем Voyager-1 более резко, чем его брат. Согласно этим моделям, Voyager-1 поднимется так далеко над главным диском галактики, что будет видеть звезды в два раза тусклее, чем с Земли.

Именно различия в вертикальном движении "Вояджеров" будут определять их шансы на выживание.

"Золотые пластинки" были рассчитаны на том, чтобы прослужить, возможно, миллиард лет в космосе: под золотым покрытием находится защитные алюминиевый кожух, а под ним – гравированные медные диски. Чтобы понять, как долго пластинки будут оставаться пригодными для работы, ученые должны были определить, в каких условиях они будут находиться во время полета.

Золотая пластинка, Вояджер
Изображение одного из футляров "Золотой пластинки, предназначенного для защиты от космических опасностей.
Фото: NASA/JPL-Caltech

Важно было понять, как долго Voyager-1 и Voyager-2 пробудут в огромных облаках межзвездной пыли Млечного Пути. Это одно из немногих явлений, которые действительно могут повредить космические аппараты.

Дело в том, что пыль будет врезаться в "Вояджеры" со скоростью несколько километров в секунду.

"Зерна будут бить по аппаратам как непрерывный дождь, который медленно сотрет обшивку космического аппарата. Пылинка размером всего одну тысячную миллиметра при ударе все равно оставит небольшую вмятину", – подчеркивает Оберг.

Вертикальные колебания Voyager-1 означают, что космический аппарат будет проводить больше времени над и под плоскостью галактики, где облака наиболее плотные. Также гравитация этих облаков может повлиять на траекторию одного из аппаратов.

"Облака имеют настолько большую массу, сконцентрированную в одном месте, что они могут изменить траекторию космического аппарата и вывести его на новую орбиту – иногда намного дальше, иногда даже ближе к ядру галактики", – отмечают ученые.

Обе "Золотые пластинки" имеют хорошие шансы остаться читаемыми, поскольку их выгравированные стороны спрятаны. По словам Оберга, внешняя поверхность записи Voyager-1 с больше вероятностью сотрется навсегда, но информация в записи Voyager-2, скорее всего, частично сохранится.

"Основная причина этого заключается в том, что орбита, на которую выброшен Voyager-2, более хаотична, и значительно труднее предсказать, в какой среде аппарат будет продолжать свой путь. Несмотря на угрозы, обе пластинки будут оставаться частично сохранившимися в течение более 5 млрд лет", – подытожил Оберг.

По прошествии этих 5 млрд лет моделирование становится совсем сложным. Именно тогда Млечный Путь должен столкнуться со своим массивным соседом, галактикой Андромеды. После этого воцарится настоящий хаос.

Млечный Путь, Андромеда, галактики, столкновение
Как галактики Млечный Путь и Андромеда могут выглядеть во время столкновения
Фото: [email protected]/STScI/NASA GSFC

"Упорядоченная спиральная форма галактики будет сильно деформирована и, возможно, полностью разрушена. "Вояджеры" будут вовлечены в слияние, детали которого сложно предсказать заранее", – рассказывают авторы исследования.

Но за предстоящие 5 млрд лет каждый из "Вояджеров" посетит чужую звезду, пролетев на расстоянии в 150 раз превышающим путь от Земли к Солнцу. Однако сложно определить, какие именно звезды увидят "Вояджеры", возможно, их еще не существует.

"Хотя ни один Voyager не подойдет близко к какой-либо звезде до столкновения галактик, аппараты могут пройти через окраины звездной системы. Самое странное заключается в том, что это может быть система, чья звезда еще не родилась", – уточняют ученые.

Далее судьба "Вояджеров" зависит от условий слияния галактик. Столкновение таких масштабов может выбросить аппарат за пределы новой галактики. Если это произойдет, самой большой угрозой для "Золотых пластинок" станут столкновения с высокоэнергетическими космическими лучами.

Также судьба Voyager-1 и Voyager-2 будет зависеть от того, сколько пыли останется после слияния в галактике. Если аппаратам повезет, то они смогут прожить триллионы триллионов лет, достаточно долго, что выйти в действительно неизведанный космос.

"К этому моменту звезды исчерпают свое топливо и звездообразование во Вселенной полностью прекратится. "Вояджеры" будут дрейфовать в совершенно неузнаваемой для нас галактике, свободной от так называемых звезд главной последовательности. Галактика будет населена черными дырами и остатками звезд, такими как белые карлики и нейтронные звезды", – подытожили исследователи.