Thứ Sáu, 13 tháng 9, 2013

NASA: Voyager 1 đã chính thức rời khỏi hệ Mặt Trời vào ngày 25 tháng 8 năm 2012

Voyager_1.

Sau rất nhiều tranh cãi thì cuối cùng vụ việc tàu Voyager 1 đã rời khỏi hệ Mặt Trời hay chưa đã chính thức có lời giải. Dựa trên các dữ liệu gởi về từ con tàu không người lái, cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ - NASA đã công bố Voyager 1 đã rời khỏi hệ Mặt Trời vào ngày 25 tháng 8 năm 2012 - đúng như những gì giới thiên văn dự đoán, và vị trí hiện tại của Voyager 1 cách Mặt Trời khoảng 19 tỉ km.

Ban đầu, khi được phóng lên quỹ đạo để thực hiện sứ mạng nghiên cứu các hành tinh khổng lồ ngoài hệ Mặt Trời, các nhà khoa học đã tiên đoán Voyager 1 về sau sẽ rời thái dương hệ. Con tàu được phóng vào năm 1977 và vận tốc của nó đủ nhanh để thoát khỏi lực hút của Mặt Trời. Những câu hỏi được đặt ra là khi nào? Và liệu con tàu có còn hoạt động? 36 năm sau, câu trả lời mà chúng ta có là ngày 25 tháng 8 năm 2012 và Voyager 1 vẫn hoạt động tốt.

Voyager_1_01.

Voyager 1 hiện đã ở rất xa so với Trái Đất và tín hiệu radio gởi từ tàu phải mất 17 tiếng mới về đến các trạm thiên văn. Trong hành trình của mình, Voyager 1 đã đi qua một khu vực nơi tác động của Mặt Trời vẫn có thể được quan sát dưới dạng những cơn gió vật chất và từ trường. Khu vực này được gọi là nhật quyển (heliosphere) và nó vẫn nằm bên trong hệ Mặt Trời. Tuy nhiên, điểm kết thúc của nhật quyển và cách nó kết thúc sẽ cho các nhà khoa học biết được cách hệ Mặt Trời tương tác với vùng không gian vũ trụ lân cận.

Câu hỏi lớn ở đây là làm sao xác định rìa nhật quyển? Khi Voyager được phóng, vấn đề này dường như không quá rắc rối. Các nhà khoa học cho rằng sẽ có một sự thay đổi đáng chú ý trong môi trường xung quanh con tàu khi nó rời hệ Mặt Trời. Cụ thể hơn, số lượng các tia vũ trụ xuất phát từ bên trong thái dương hệ sẽ giảm xuống và ngược lại, những tia vũ trụ xuất hiện từ không gian liên sao sẽ gia tăng. Thêm vào đó, tường trường xung quanh Voyager 1 cũng thay đổi khi nó vượt qua nhật quyển và tiến vào từ trường giữa các sao.


Tuy nhiên, sự thay đổi của các tia vũ trụ vào ngày 25 tháng 8 năm 2012 không rõ ràng như dự đoán. Các tia vũ trụ từ không gian liên sao tăng kỷ lục trong khi các tia từ hệ Mặt trời giảm xuống còn vài phần nghìn. Từ trường mặc dù mạnh hơn 60% nhưng vẫn hầu như không đổi. NASA quả quyết rằng nhật mãn (heliopause) - biên giới giữa hệ Mặt Trời và không gian liên sao, phức tạp hơn những gì các nhà khoa học nghĩ đến và sự thay đổi về từ trường vẫn là một rào cản lớn. Nghiên cứu của nhóm các nhà thiên văn do đại học Maryland dẫn đầu cho rằng nhật mãn là một khu vực phức tạp, phân mảnh và có thể có dạng lỗ hổng cho phép vật chất giữa 2 không gian bên ngoài và trông hòa trộn vào nhau.

Voyager_1_02.

Tháng 3 năm 2012, đúng vào ngày thánh Patrick, Mặt Trời đã bắn ra một luồng phản lực plasma lớn và tác động lên tàu Voyager 13 tháng sau đó, tức là tháng 4 năm 2013. Mặc dù ở khoảng cách xa, các nhà khoa học tại NASA đã phát hiện ra sự dao động yếu của plasma. Sự dao động này cho phép các nhà khoa học tính toán mật độ của plasma, dày đặc hơn 40 lần so với mật độ thông thường. Trên thực tế, mật độ này đủ cao đối với không gian liên sao.

NASA bắt đầu lật lại những dữ liệu cũ và tìm kiếm mật độ plasma tương tự vào tháng 10 và 11 năm 2012. Với các điểm đối chiếu, họ đã xác định Voyager 1 rời khỏi hệ Mặt Trời vào ngày 25 tháng 8 năm 2012 - cùng thời điểm các tia vũ trụ bắt đầu thay đổi.

Don Gurnett đến từ đại học Iowa cho biết: "Chúng tôi đã nhảy ra khỏi ghế khi nhìn thấy những dao động về dữ liệu thu thập - chúng cho thấy con tàu đã đi vào một khu vực mới, có thể so sánh với những gì được dự đoán trong không gian liên sao và hoàn toàn khác biệt so với những gì có trong nhật quyển. Rõ ràng, con tàu đã vượt qua nhật mãn - biên giới giả thuyết giữa tia plasma từ hệ Mặt Trời và plasma liên sao."

Voyager_1_03.

Voyager 1 cuối cùng đã rời khỏi hệ Mặt Trời và tiến vào không gian liên sao nơi gió và từ trường Mặt Trời không còn tác động. Tuy nhiên, yếu tố từ trường vẫn còn được tranh luận. Bao bọc bên ngoài hệ Mặt Trời là đám mây tinh vân Oort - một đám mây bụi khí, sao chổi và vẩn thạch khổng lồ.

Từ những năm 1960, các nhà thiên văn đã dự đoán đám mây tinh vân Oort cùng của hệ Mặt Trời có khoảng cách từ 1000 đến 100.000 AU (1 AU = 149 597 871 km). Tuy nhiên, con số này vẫn chỉ là dự đoán. Voyager 1 hiện đang cách Trái Đất 125 AU và nó sẽ tiếp cận đám mây Oort trong 300 năm tới và phải mất thêm 30.000 năm nữa để nó bay xuyên qua đám mây nay. Vì vậy, Voyager 1 sẽ có cơ hội chạm trán với một "mặt trời" khác trong 40.000 năm tới sau khi trải qua 1,6 năm ánh sáng. Voyager 2 sẽ tiếp bước sau đó.

"Voyager đã đi đến một nơi chưa từng có con tàu tiếp cận trước đó, đánh dấu một trong những thành tựu công nghệ cực kỳ quan trọng trong biên niên sử của khoa học và viết nên một chương mới trong giấc mơ khoa học và nổ lực của loài người. Cõ lẽ một vài tàu thăm dò không gian sâu trong tương lai sẽ bắt kịp Voyager - đặc phái viên đầu tiên của chúng tôi và phản ánh vài trò dẫn đường của Voyager đối với các tàu khác thế hệ sau."