Обработка данных измерений космического корабля «Вояджер 2» позволила астрофизикам, наконец, подтвердить вывод, что год назад он вышел за пределы Солнечной системы и теперь находится в межзвёздном пространстве. Другой корабль, «Вояджер 1», запущенный почти одновременно с ним, покинул Солнечную систему шестью годами раньше.
Космический корабль Voyager 2 через 41 год после запуска вышел из области гелиосферы Солнечной системы в межзвёздное пространство. Прохождение границы гелиосферы состоялось ещё в ноябре 2018 года, однако только через год, 4 ноября, в журнале Nature Astronomy в один день появилась серия из пяти статей нескольких исследовательских групп, подтверждающих это событие на основании измерений различных физических полей в пространстве вокруг корабля.
Гелиопауза — это граница между горячей гелиосферной плазмой («солнечный ветер») и относительно холодной плазмой межзвёздной среды. До этого расстояния ещё ощущается действие солнечного ветра, поэтому такая граница может считаться условной границей Солнечной системы. Эта граница в какой-то степени — теоретическая конструкция, и её физическая сущность зависит от того, какая из нескольких моделей строения гелиосферы используется. До получения достаточного количества данных наблюдений сложно решить, как лучше охарактеризовать эту область — например, по скачку в свойствах магнитного поля, по наличию так называемой «водородной стены», по изменению плотности космических частиц и так далее. Поэтому вышедшие в один день сразу пять работ, каждая из них, посвящены рутинной обработке данных по различным измеряемым аппаратурой корабля свойствам окружающей среды и, как результат — выводам о предположительном достижении гелиопаузы, которое произошло год назад.
Так, одна из этих работ астрофизиков из Университета Айовы (University of Iowa) описывает результаты исследования плотности электронной плазмы в межзвёздном пространстве. Основная проблема таких измерений и их правильной интерпретации в том, что «нагретая плазма» в космическом пространстве совсем не похожа на газовые среды в земных условиях. Так, плотность вещества в гелиосфере (по данным «Вояджеров») 0,002 см−3, или 2 частицы на литр. По земным меркам это даже не «сверхвысокий вакуум» с триллионами частиц в кубическом сантиметре, и для измерения таких свойств среды в космическом пространстве необходимы специальные методики. При прохождении гелиопаузы измеренная плотность электронной плазмы скачкообразно возросла и стала равной 0,040 см−3, то есть целых 40 частиц на литр. Также условна температурная граница с температурой «горячей плазмы» в гелиосфере 105 К и «холодной плазмы» межзвёздного пространства всего 104 К. При таком разрежении эти температуры означают всего лишь характерные скорости движения частиц плазмы — о привычной термодинамической «мере нагретости» здесь речи нет.
Скачок плотности примерно в 20 раз подтверждает, что Вояджер 2 достиг этой условной границы гелиосферы и таким образом находится уже в «межзвёздном пространстве». Эти данные получены на расстоянии около 120 астрономических единиц от Солнца (1 а.е. — это расстояние от Земли до Солнца, равное примерно 150 млн км. Орбита Юпитера находится на расстоянии примерно 5 а.е.). Измеренные значения плотности в пространстве уже после прохождения аппаратом этой границы сопоставимы со значениями, измеренными аппаратом «Вояджер 1» в 2013 году на расстоянии 122 а.е., когда он сам покинул гелиосферу. Оба «Вояджера» были запущены в 1977 году с разницей в несколько недель примерно в направлении движения Солнца по Галактике, однако перед ними стояли разные задачи, и они перемещаются по разным траекториям.
Данные по другим полям также подтверждают пересечение кораблём в конце 2018 г. условной границы с широкой переходной областью, отграничивающей сферу влияния Солнца в пределах Солнечной системы. Так, аналогичный перепад характеристик межзвёздного пространства отмечается также в напряжённости магнитного поля, свойствах и составе космического излучения и по ряду других признаков. Результаты обработки данных позволяют утверждать, что этот переход соответствует расстоянию 120 астрономических единиц от Солнца, и эти данные аналогичны полученным пять-шесть лет назад сведениям от корабля «Вояджер-1». Информация в двух «точках выхода» кораблей позволяет сделать заключения о симметричной форме гелиосферы вокруг движущегося по Галактике Солнца, а так же уточнить строение материи на краю Солнечной системы.
