Các nhà khoa học quả quyết Voyager 1 đã rời hệ Mặt Trời cách đây 1 năm
Trong không gian sâu thẳm, vẫn có những con tàu vũ trụ hàng chục năm tuổi đang lang thang thực hiện sứ mạng của mình. Voyager 1 là một trong số đó. Con tàu được NASA phóng vào năm 1977 theo chương trình nghiên cứu các hành tinh ở cùng ngoài hệ Mặt Trời và vùng chuyển tiếp liên sao. Giới thiên văn thế giới vẫn đang dõi theo Voyager 1 và hành trình của nó đang là mục tiêu gây tranh luận sôi nổi. Theo NASA, tính đến tháng 7 năm ngoái thì Voyager 1 đã đi được 18 tỉ km tính từ Trái Đất và trong khi vẫn chưa khẳng định con tàu đã ra khỏi hệ Mặt Trời thì hôm nay, một nhóm các nhà khoa học do đại học Maryland dẫn đầu quả quyết rằng Voyager 1 đang vượt qua vùng chuyển tiếp (transition zone).
Vùng chuyển tiếp là một học thuyết gây tranh cãi, xuất phát từ từ trường Mặt Trời tại rìa của Thái Dương hệ và sự tương tác của từ trường với không gian liên sao. Bên trong vùng chuyển tiếp là nhật quyển (Heliosphere) - một khu vực nơi năng lượng của Mặt Trời chi phối không gian nội tại. Nhật quyển đã được định nghĩa rõ ràng và các nhà khoa học đã đưa ra những ý tưởng phù hợp về hình dạng và phạm vi của nó.
Tuy nhiên, vấn đề lại nằm ở rìa của nhật quyển hay còn gọi là nhật mãn (Heliopause). Tại đây, tác động của Mặt Trời giảm xuống gần 0 (gió Mặt Trời ngừng hẳn) và bắt đầu tiếp xúc với không gian liên sao. Hiểu biết của chúng ta về khu vực này rất ít ỏi. Thật không may, những gì Voyager 1 gởi về cho chúng ta lại đặt ra nhiều câu hỏi chưa có lời giải. Bởi lẽ Voyager 1 là tàu vũ trụ đầu tiên và cũng là duy nhất hiện nay tiếp cận rìa hệ Mặt Trời. Nó giống như một điểm mốc nhỏ bé trong không gian bao la.
Tưởng tượng của các nhà khoa học về từ trường Mặt Trời và từ trường
Để dễ hình dung, bạn hãy tưởng tượng rằng mình đang đứng trong không gian thả một chiếc gầu xuống Trái Đất để tìm hiểu xem bề mặt hành tinh này trông như thế nào. Khi lấy gầu lên, thứ bạn có trong gầu có thể là nước, là cát, là 1 đám cỏ hay thậm chí là một con chó. Vì vậy, bạn hiển nhiên không biết được thật sự bề mặt của Trái Đất là gì.
Thêm vào đó, giới thiên văn đang tranh cãi về một vấn đề không thuộc phạm trù của Voyager 1. Sứ mạng của nó là nghiên cứu các hành tinh ngoài cùng của hệ Mặt Trời và việc nó bay quá xa, đến tận cùng của Thái Dương Hệ chỉ là một điều may mắn khi con tàu vẫn hoạt động tốt trong suốt một thời gian dài.
Vào ngày 25 - 27 tháng 7 năm 2012, Voyager 1 đã di chuyển vào một vùng không gian mới và đây cũng là khởi nguồn của tranh cãi. Trong số các trang thiết bị thí nghiệm, Voyager mang theo một máy đo từ và máy phát hiện hạt mang điện tích thấp. Các công cụ này cho phép xác định khi nào con tàu rời khỏi hệ Mặt Trời nhờ sự thay đổi đột ngột về dữ liệu ghi nhận từ thiết bị. Máy phát hiện hạt thu nhận các tia vũ trụ bất thường (ACR - tia chứa các hạt bị giữ lại bởi từ trường Mặt Trời) và các tia ngân hà (GCR - tia đến từ bên ngoài hệ Mặt Trời).
Sự thay đổi về số lượng các hạt ACR và GCR.
Khi còn nằm trong hệ Mặt Trời, Voyager tiếp nhận nhiều tia ACR hơn GCR. Thế nhưng vào tháng 7 năm trước, cường độ tín hiệu bỗng dưng thay đổi đột ngột, số lượng các tia ACR giảm xuống còn 1/500 trong khi số lượng tia GCR tăng gấp đôi. Điều này có nghĩa đáng lẽ ra Voyager 1 đã rời hệ Mặt Trời nhưng hướng của từ trường vẫn giữ nguyên trong khi nó buộc phải thay đổi.
Theo quan điểm hiện tại của giới thiên văn, nhiều khả năng Voyager 1 đã đi vào vùng nhật bao (Heliosheath) hay vùng chuyển tiếp nơi tính chất và phạm vi vẫn chưa được biết đến.
Các nhà nghiên cứu Marc Swisdak và James F. Drake tại đại học Maryland và Merav Opher tại đại học Boston cho rằng NASA đã sai khi nói Voyager 1 chưa ra khỏi hệ Mặt Trời. "Chúng tôi tin rằng Voyager cuối cùng cũng đã rời hệ Mặt Trời và nó thật sự bắt đầu cuộc hành trình của nó xuyên qua dải ngân hà," Swisdak nói.
Dựa trên các nghiên cứu trước đây về sự tương tác giữa các từ trường, Swisdak và Drake đã đưa ra học thuyết rằng những thay đổi về số lượng hạt Mặt Trời và hạt ngân hà được Voyager 1 phát hiện liên quan đến sự tái kết nối từ trường hay sự phá vỡ và tái định hình của các dòng từ trường gần, ngược chiều. Đây cũng là cơ chế kiểm soát của vệt lóa Mặt Trời và các hiện tượng tương tự.
Phạm vi của nhật quyển (Heliosphere) theo học thuyết của NASA.
Nhóm nghiên cứu tin rằng nhật mãn không hẳn là một rào cản kín kẽ phân tách vùng bên trong và bên ngoài hệ Mặt Trời. Nó có thể có dạng lỗ hổng cho phép những hạt nhất định được đi qua và xếp lớp tương ứng cấu trúc từ trường phức tạp. Nhằm đi đến một kết luận, nhóm nghiên cứu cho biết các mô hình của nhật mãn cho thấy một sự tương tác phức tạp giữa từ trường Mặt Trời và từ trường liên sao và chúng tạo ra một thứ mà họ gọi là "các đảo từ trường lồng nhau". Theo đó, sự vặn xoắn và khoảng trống trong từ trường tạo ra lỗ hổng và khiến nó không ổn định khi từ trường bên trong và bên ngoài hệ Mặt Trời tương tác với nhau.
Theo nhóm nghiên cứu, Voyager 1 đang nằm trong không gian liên sao và di chuyển xuyên qua vùng chuyển tiếp. Họ cho rằng các mô hình mà họ tạo ra lý giải cho sự thay đổi về số lượng các hạt mang điện và tại sao từ trường gần Voyager 1 không thay đổi. Qua tính toán, họ xác định Voyager 1 đã rời hệ Mặt Trời vào ngày 27 tháng 7 năm 2012.
Vị trí tương đối của Voyager 1 với các vệ tinh Pioneer.
NASA ngay lập tức đã phản hồi trước khẳng định của các nhà khoa học. Ed Stone - nhà khoa học đến từ viện công nghệ California, Pasadena kiêm lãnh đạo dự án Voyager 1 của NASA cho biết:
