To są gwiazdy, które napotka sonda kosmiczna Pioneer i Voyager

Niebo Gai w kolorze ESA/Gaia/CAPD

W latach 70. NASA wystrzeliła cztery z najważniejszych statków kosmicznych, jakie kiedykolwiek zbudowano. Kiedy Pioneer 10 rozpoczął swoją podróż do Jowisza, astronomowie nie wiedzieli nawet, czy możliwe jest przejście przez pas asteroid bez szwanku. Dopiero gdy okazało się, że jest bezpieczne, Pioneer 11 został wysłany w drogę.

Obaj odesłali pierwsze zbliżenia Jowisza, a Pioneer 11 kontynuował podróż do Saturna. Voyager 1 i 2 później wykonały jeszcze bardziej szczegółowe pomiary i rozszerzyły eksplorację Układu Słonecznego na Urana i Neptuna.

Wszystkie cztery statki kosmiczne są teraz w drodze poza Układ Słoneczny, kierując się w przestrzeń międzygwiezdną z prędkością około 10 kilometrów na sekundę. Będą podróżować około parseka (3,26 lat świetlnych) co 100 000 lat, a to rodzi ważne pytanie: jakie gwiazdy spotkają w następnej kolejności?

Odpowiedź jest trudniejsza, niż się wydaje. Gwiazdy nie są nieruchome, ale poruszają się szybko w przestrzeni międzygwiazdowej. Nie znając ich dokładnej prędkości, nie można powiedzieć, z którymi naszymi międzygwiezdnymi podróżnikami mają się spotkać.

Pojawiają się Coryn Bailer-Jones z Instytutu Astronomii Maxa Plancka w Niemczech i Davide Farnocchia z Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie w Kalifornii. Ci goście przeprowadzili te obliczenia, używając nowej mapy 3D pozycji gwiazd i prędkości w całej Drodze Mlecznej.

To pozwoliło im po raz pierwszy ustalić, z którą gwiazdą statek kosmiczny spotka się w nadchodzących tysiącleciach. Mówią, że najbliższe spotkania wszystkich statków kosmicznych mają miejsce w odstępach od 0,2 do 0,5 parseków w ciągu najbliższego miliona lat.

Ich wyniki były możliwe dzięki obserwacjom teleskopu kosmicznego o nazwie Gaia. Od 2014 roku Gaia siedziała około 1,5 miliona od Ziemi, rejestrując pozycje 1 miliarda gwiazd, planet, komet, asteroid, kwazarów i tak dalej. Jednocześnie mierzy prędkości 150 milionów najjaśniejszych z tych obiektów.

Rezultatem jest trójwymiarowa mapa Drogi Mlecznej i sposób poruszania się w niej obiektów astronomicznych. Jest to najnowsza inkarnacja tej mapy, Gaia Data Release 2 lub GDR2, którą Bailer-Jones i Farnocchia wykorzystali do swoich obliczeń.

Mapa umożliwia rzutowanie przyszłych pozycji gwiazd w naszym sąsiedztwie i porównywanie ich z przyszłymi pozycjami statków kosmicznych Pioneer i Voyager, obliczonymi na podstawie ich ostatnich znanych pozycji i prędkości.

Te informacje dają listę gwiazd, które statek kosmiczny napotka w nadchodzących tysiącleciach. Bailer-Jones i Farnocchia definiują bliskie spotkanie jako przelot w odległości 0,2 lub 0,3 parseków.

Pierwszym statkiem kosmicznym, który napotka kolejną gwiazdę, będzie Pioneer 10 za 90 000 lat. Zbliży się do pomarańczowoczerwonej gwiazdy HIP 117795 w gwiazdozbiorze Kasjopei na odległość 0,231 parseków. Następnie, za 303 000 lat, Voyager 1 minie gwiazdę o nazwie TYC 3135-52-1 w odległości 0,3 parseków. A za 900 000 lat Pioneer 11 minie gwiazdę o nazwie TYC 992-192-1 w odległości 0,245 parseków.

Wszystkie te przeloty znajdują się w odległości mniejszej niż jeden rok świetlny, a w niektórych przypadkach mogą nawet ocierać się o orbity najbardziej odległych komet gwiazd.

Voyager 2 jest przeznaczony na bardziej samotną przyszłość. Według obliczeń zespołu, nigdy nie zbliży się ona na odległość 0,3 parseków od innej gwiazdy w ciągu najbliższych 5 milionów lat, chociaż przewiduje się, że zbliży się na mniej niż 0,6 parseków od gwiazdy o nazwie Ross 248 w gwiazdozbiorze Andromedy w ciągu 42 000 lat.

Ci międzygwiezdni odkrywcy w końcu zderzą się lub zostaną schwytani przez inne gwiazdy. Nie można jeszcze powiedzieć, które to będą, ale Bailer-Jones i Farnocchia mają pojęcie o czasie. Skala czasowa zderzenia statku kosmicznego z gwiazdą jest rzędu 10^20 lat, więc statki kosmiczne mają przed sobą długą przyszłość, podsumowują.

Do sondy Pioneer i Voyager wkrótce dołączy inny międzygwiezdny podróżnik. Sonda New Horizons, która przeleciała obok Plutona w 2015 roku, opuszcza Układ Słoneczny, ale może jeszcze wykonać manewr, aby przechwycić po drodze obiekt Pasa Kuipera.

Po ostatniej korekcie kursu Bailer-Jones i Farnocchia będą mogli wypracować swój ostateczny cel.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1912.03503 : Przyszłe przeloty gwiezdnych statków kosmicznych Voyager i Pioneer

ukryć