Переживуть Землю і Чумацький Шлях. Вчені розрахували, як далеко полетять Voyager-1 і Voyager-2

Вояджер, космічний апарат, Чумацький Шлях
Фото: sound

Дослідники спрогнозували неймовірну подорож космічних апаратів і події, свідками яких вони стануть.

Вчені спрогнозували, яким буде шлях двох космічних апаратів Voyager-1 і Voyager-2 в найближчі 5 млрд років і пізніше. Про це повідомляє Space.com.

Нік Оберг, докторант Астрономічного інституту Каптейна в Нідерландах і його колеги розрахували, з чим можуть зіткнутися два апарати Voyager на своєму шляху.

У 1977 році NASA запустило Voyager-1 і Voyager-2, щоб вийти за межі Сонячної системи. На кожному апараті був встановлений великий позолочений мідний диск розміром 30 см. Дітище знаменитого астронома Карла Сагана, "Золоті диски" містять звукові та відеосигнали, які допоможуть іншим розумним істотам сформувати думку про землян.

Обидва космічні апарати вже відвідали Юпітер і Сатурн, потім їхні шляхи розійшлися: Voyager-1 вивчив супутник Сатурна Титан, в той час як Voyager-2 пролетів повз Урана та Нептуна.

У 2012 році Voyager-1 пройшов через геліопаузу, яка позначає край навколосонячного простору, й увійшов у міжзоряний простір. У 2018 році Voyager-2 пройшов тим же шляхом.

Два космічних кораблі просуваються через безкраї простори Сонячної системи. Вони продовжують посилати сигнали назад на Землю, звітуючи про свої подорожі. Незважаючи на те, що через кілька років апарати замовкнуть назавжди, їх подорож не закінчиться.

У новому дослідженні Оберг і його команда об'єднали дані про майбутні траєкторії Voyager та особливості навколишнього середовища, через яке пролітатимуть апарати. Таким чином вчені оцінили ймовірність того, чи виживуть самотужки "Вояджери" та їхні "Золоті диски".

Вояджер, золота платівка
Зображення одного із "Золотих дисків".
Фото: sound

Результатом став прогноз, який виходить за часові рамки можливого вимирання людства, а також зіткнення Чумацького Шляху із сусідньою галактикою Андромеди.

"Наша первинна мета полягала в тому, щоб з дуже високою точністю визначити, з якими зірками "Вояджери" можуть одного разу зіткнутися, використовуючи нещодавно випущений каталог зірок Gaia", — говорить Оберг.

Лише через 20 тис. років Voyager-1 і Voyager-2 пройдуть через хмару Оорта — скупчення комет і крижаних уламків, що обертаються навколо Сонця на відстані до 100 тис. астрономічних одиниць. Ця точка стане останньою в подорожі Сонячною системою.

"У цей момент апарати вперше почнуть відчувати гравітаційне тяжіння інших зірок сильніше, ніж нашого власного Сонця", — зазначає дослідник.

Мине ще 10 тис. років, перш ніж космічний апарат дійсно наблизиться до інопланетної зірки, зокрема до червоного карлика під назвою Ross 248. Цей проліт відбудеться приблизно через 30 тис. років, каже Оберг.

"Насправді це буде більше схоже на те, що Ross 248 пронесеться повз майже нерухомих "Вояджерів", — зазначає дослідник.

Через 500 млн років Сонячна система та "Вояджери" здійснять повний оберт Чумацьким Шляхом. За словами Оберга, неможливо передбачити, що на той час відбудеться на Землі, але за такий часовий проміжок у минулому на планеті сформувалася і зруйнувалася Пангея та інші суперконтиненти.

Протягом всієї галактичної орбіти апарати коливатимуться вгору та вниз, причому Voyager-1 більш різко, ніж його брат. Згідно з цими моделями, Voyager-1 підніметься так далеко над головним диском галактики, що бачитиме зірки вдвічі тьмяніше, ніж із Землі.

Власне відмінності у вертикальному русі "Вояджерів" визначатимуть їхні шанси на виживання.

"Золоті диски" були розраховані на те, щоб прослугувати, можливо, мільярд років у космосі: під золотим покриттям знаходиться захисний алюмінієвий кожух, а під ним — гравійовані мідні диски. Щоб зрозуміти, як довго диски залишатимуться придатними для роботи, вчені повинні були визначити, в яких умовах вони перебуватимуть під час польоту.

Золота пластинка, Вояджер
Зображення одного з футлярів "Золотого диску, призначеного для захисту від космічних небезпек.
Фото: sound

Важливо було зрозуміти, як довго Voyager-1 і Voyager-2 пробудуть у величезних хмарах міжзоряного пилу Чумацького Шляху. Це одне з небагатьох явищ, які дійсно можуть пошкодити космічні апарати.

Справа в тому, що пил врізатиметься у "Вояджери" зі швидкістю кілька кілометрів на секунду.

"Зерна битимуть по апаратам як безперервний дощ, який повільно зітре обшивку космічного апарата. Порошинка розміром всього одну тисячну міліметра під час удару все одно залишить невелику вм'ятину", — підкреслює Оберг.

Вертикальні коливання Voyager-1 означають, що космічний апарат проводитиме більше часу над і під площиною галактики, де хмари найбільш щільні. Також гравітація цих хмар може вплинути на траєкторію одного з апаратів.

"Хмари мають настільки велику масу, сконцентровану в одному місці, що вони можуть змінити траєкторію космічного апарата й вивести його на нову орбіту — іноді набагато далі, іноді навіть ближче до ядра галактики", — зазначають вчені.

Обидва "Золоті диски" мають хороші шанси залишитися читабельними, оскільки їх вигравійовані боки заховані. За словами Оберга, зовнішня поверхня записи Voyager-1 із більшою вірогідністю зітреться назавжди, але інформація в записі Voyager-2, швидше за все, частково збережеться.

"Основна причина цього полягає в тому, що орбіта, на яку викинуто Voyager-2, більш хаотична, і значно важче передбачити, в якому середовищі апарат продовжуватиме свій шлях. Незважаючи на погрози, обидва диски залишатимуться частково збереженими протягом більш 5 млрд років", — підсумував Оберг.

Після цих 5 млрд років моделювання стає дуже складним. Саме тоді Чумацький Шлях повинен мати справу зі своїм потужним сусідом, галактикою Андромеди. Після цього запанує справжній хаос.

Чумацький Шлях, Андромеда, галактики, зіткнення
Як галактики Чумацький Шлях та Андромеда можуть виглядати під час зіткнення
Фото: млечный путь

"Упорядкована спіральна форма галактики буде сильно деформована і, можливо, повністю зруйнована. "Вояджери" будуть залучені в злиття, деталі якого складно передбачити заздалегідь", — розповідають автори дослідження.

Але за майбутні 5 млрд років кожен із "Вояджерів" відвідає чужу зірку, пролетівши на відстані, яка в 150 разів перевищує шлях від Землі до Сонця. Однак складно визначити, які саме зірки побачать "Вояджери", можливо, їх ще не існує.

"Хоча жоден Voyager не підійде близько до будь-якої зірки до зіткнення галактик, апарати можуть пройти через околиці зоряної системи. Найдивніше полягає в тому, що це може бути система, чия зірка ще не народилася", — уточнюють вчені.

Далі доля "Вояджерів" залежить від умов злиття галактик. Зіткнення таких масштабів може викинути апарат за межі нової галактики. Якщо це станеться, найбільшою загрозою для "Золотих дисків" стануть зіткнення з високоенергетичними космічними променями.

Також доля Voyager-1 і Voyager-2 залежатиме від того, скільки пилу залишиться після злиття в галактиці. Якщо апаратам пощастить, то вони зможуть прожити трильйони трильйонів років, досить довго, що вийти в дійсно незвіданий космос.

"До цього моменту зірки вичерпають своє паливо і зореутворення у Всесвіті повністю припиниться. "Вояджери" дрейфуватимуть в абсолютно невпізнанній для нас галактиці, вільної від так званих зірок головної послідовності. Галактика буде населена чорними дірами і залишками зірок, такими як білі карлики і нейтронні зірки", — підсумували дослідники.