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太陽の影響の外の世界 ~未知の境界層の発見~

太陽の影響の外の世界 ~未知の境界層の発見~ 宇宙
太陽の影響の外の世界 ~未知の境界層の発見~

 

私たちがいる太陽系の外に探査機が到達していることを皆さんは御存知でしたか?

2018年にボイジャー2号が、今までは観測できていなかった太陽系を脱出する際の貴重なデータを送信してきました。今回は、そのデータの解析から判明した太陽系の外にある未知の境界層についてのお話です。

 

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ボイジャー計画とは

今回のデータを送信してきたボイジャー2号は、ボイジャー計画によって発射された探査機で、その計画は1977年にNASAによって始まりました。

太陽系の外を目指して打ち上げられた探査機にはたくさんのロマンが詰まっていました。太陽系は御存知の通り太陽という恒星が中心にあります。

その外に行くということは、別の恒星を目指す旅であり、最も近い恒星にたどり着くまでにも約4万年かかってしまいます。それだけの距離を移動するためには、超えなければならない条件があります。速度が遅いと太陽の引力の影響から抜け出すことができないのです。

具体的には、地球の公転速度を足して毎秒 約42.1 kmの速度が必要となります。それだけの速度を出すためには、燃料を燃やすだけでは足りません。

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天体の運動と万有引力を利用するスイングバイという技術を用いる必要があり、天体の近くを通ることで加速し、太陽系の外へ到達することを可能としました。

スイングバイを効果的に利用するためには、木星から冥王星までが同じような方向に並ぶ必要があり、打ち上げられた時期を逃すと、次にチャンスが訪れるのは175年後という奇跡的なタイミングでした。

さらに、地球外生命体、いわゆる宇宙人と交信するために、地球の技術や言語を記録したゴールデンレコードが搭載されています。

そして、発射から41年が経過した2018年に、ボイジャー2号はついに太陽系を脱出しました。このように、ロマンが詰まった計画ですが、ロマンだけに留まることなく、現実的なデータの測定も行い、新たな惑星の発見などの成果を上げてきました。

そして今回、新たに発見された未知の境界層とはどのようなものなのでしょうか。

太陽系の境界面ヘリオポーズ

太陽系と外宇宙の間には、境界面としてヘリオポーズと呼ばれる領域が存在しています。そこは太陽表面から吹き出すプラズマの太陽風が星間物質や磁場とぶつかることで面を生成しています。

この境界面は、銀河系からやってくる銀河宇宙線の強度を弱め、私たちを守る働きもしています。この領域に初めて到達した人工物はボイジャー1号でした。しかしながら、1号はプラズマの温度測定器が故障しており、データを収集することができませんでした。

1号の到達から6年後、2号もヘリオポーズに到達し、データを測定することに成功しました。

プラズマ以外にも、宇宙線の強度や磁場の変化を観測しており、これらのデータを分析することで、ヘリオポーズのさらにその先に、今までは想定されていなかった境界層があることがわかったのです。

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未知の境界層の発見

ボイジャー2号から送られたデータの解析結果はネイチャー・アストロノミー誌に5つの論文として掲載されました。

この境界層については、まだ判明していないことも多いですが、外側のプラズマの温度が想定よりも高い3万度以上であることや、通常の20倍以上の高密度のプラズマがあり、太陽圏の外側から圧縮されていることなどが判明しました。

また、今回の測定結果から1号と比較すると、よりスムーズにヘリオポーズを抜けたこともわかっていますが、このような違いがなぜ生じるのかも解明されておりません。

境界層周辺の観測データは、ボイジャー探査機によるわずか2点だけです。そのため、ジョンズ・ホプキンス大学の名誉所長であるクリミギス氏をはじめとする研究者たちは謎を解明するために、より多くのデータを切望しています。

ボイジャー計画が始まった当初は宇宙探査機の技術も成熟しておらず、これだけ長い間の航行が可能であると考えるのは難しいことでした。

しかし、探査機が実際にデータの測定に成功し、新たな謎が誕生したことで、太陽系の外の探索に向けた大きな潮流が生まれるかもしれません。

探査機の航行速度には限界があり、次にデータの観測に成功する可能性があるのは、およそ50年後であると言われているため、その場合は世代を跨いだ壮大なプロジェクトになるでしょう。

 

いかがでしたか?
ボイジャー2号機の新しい発見に興味を持っていただけたでしょうか?広大な宇宙の旅には途方も無い時間がかかります。世代を跨いだビッグプロジェクトが始まることを、期待して待ち望みたいですね。
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