Аномалія «Піонерів» пояснюється впливом власного теплового випромінювання апаратів

Четверо вчених з Лабораторії реактивного руху і Центру космічних польотів Годдарда зібрали експериментальні свідчення на користь того, що аномалія «Піонерів» пояснюється впливом власного теплового випромінювання апаратів.

Апарати «Піонер-10» і «Піонер-11», що стартували в 1972 і 1973-м, поступово віддаляються від Сонця і зараз знаходяться на відстані близько 103 83 а. е. від нього. Гравітаційна дія зірки природним чином уповільнює рух зондів, але ретельна обробка даних спостереження показує, що «Піонери» гальмуються дещо швидше, ніж варто було б. В цьому і полягає суть аномалії, для опису якої традиційно вводять спрямована в бік Сонця постійне прискорення а = (8,74 ± 1,33)•10-10 м/с2 невідомого походження.

Припущення про тепловий природі аномалії висловлювалися ще в ХХ столітті, а навесні цього року ми розповідали про один з найбільш серйозних сучасних досліджень на цю тему, виконаному португальськими фізиками. Португальці побудували щодо складну геометричну модель апаратів, врахували вплив основних джерел теплового випромінювання (радіоізотопних термоелектричних генераторів і приладового відсіку, де знаходяться споживачі електроенергії) і з’ясували, що теплові ефекти повинні були зіграти вирішальну роль у появі «аномального» прискорення. В їх моделі, однак, прискорення убуває з часом і ніяк не може бути постійним.

Нова робота відрізняється від усіх інших збільшеним об’ємом використаних даних спостереження. Вказане вище значення — (8,74 ± 1,33)•10-10 м/с2 — було розраховано ще в 2001 році по 20 055 (10 616) окремих результатів спостережень для «Піонера-10» («Піонера-11»), а тепер в масиви даних включені вже 41 054 (81 537) точки. Значно зросла і загальна тривалість часових проміжків, на яких ці експериментальні точки розташовані.

Зверху показані графіки зміни прискорення, які дає «експоненціальна модель. Знизу представлена стохастична модель, найкраще відображає реальні дані, але не має фізичного сенсу. (Ілюстрація з журналу Physical Review Letters.)

При аналізі розширеного масиву інформації автори використовували три моделі, в яких «аномальне» прискорення приймається постійним, а також лінійно або експоненціально зменшується. Крім того, вони спробували встановити точний напрям вектора прискорення, розглянувши варіанти прив’язки до осі обертання апаратів, вектору їх швидкості і напрямами на Сонце і на Землю.

Як виявилося, спадає прискорення дійсно трохи краще відповідає дослідним даним, ніж найбільш проста модель з постійним значенням. Надії на розрахунок напрямку а, на жаль, не виправдалися: вчені виключили тільки ту гіпотезу, в якій прискорення пов’язувалося з вектором швидкості. Відокремити один від одного три варіанти не вдалося, оскільки кут «Сонце — зонд — Земля» залишався невеликим практично на всьому протязі польоту і варіювався лише від 2,6 (1980) до 0,7 (2001) у випадку «Піонера-10» та від 6,0 (1980) до 1,7 (1990) для «Піонера-11».

Повна версія звіту буде опублікована в журналі Physical Review Letters; препринт статті можна завантажити з сайту arXiv.

Підготовлено за матеріалами Technology Review.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *