Ukendt

  • Ing.dk er under ombygning - vi er tilbage mandag med nyt udseende. Henover weekenden er alt vores indhold åbent, men man kan ikke logge ind og debattere.

Efter 42 år: Voyager 2 har nået det interstellare rum

PLUS.
Voyager 2 befinder sig nu som sin makker Voyager 1 i det interstellare rum. Da de to sonder har taget en helt forskellig retning ud af Solsystemet giver sammenligninger af deres observationer et større billede. Illustration: Nasa

De to Voyager-sonder blev opsendt i 1977 med 16 dages mellemrum – med Voyager 2 som den første – for at studere de ydre planeter i solsystemet.

Denne mission er for længst afsluttet, men de to sonder fortsætter deres rejse ud i uendeligheden, og de sender stadig overraskende og interessante data tilbage.

I takt med, at Voyager 2 bevægede sig længere bort fra Solen, kunne Voyager Plasma Science-eksperimentet registrere et gradvist fald i ion- og elektronstrømmen, der skyldes solvinden.

I dagene efter 30. maj 2018 kunne man dog opfange en stor stigning i strømstyrken, som på en af kanalerne svarede til en fordobling.

Men så pludselig på en enkelt dag for præcist et år siden, 5. november 2018, hvor Voyager var i en afstand af 119 astronomiske enheder, faldt strømstyrken helt ned til baggrundsniveauet.

En astronomisk enhed (AU) er afstanden mellem Jorden og Solen eller ca. 150 mio. km i runde tal.

Denne illustration viser retningerne for Voyager og Pioneer-sonderne ud af solsystemet, men ikke deres aktuelle position. Pioneer 10 er længere borte end Voyager 2, men tager en retning mod halen af heliosfæren, hvor heliopausen er længere borte. Den vil skønsmæssigt først nå det interstellare rum omkring 2057. Pioneer 11 er som de to Voyager-sonder på vej mod næsen af heliopausen, og den vil nå det interstellare rum omkring 2027. Det er mange år siden, at der sidst var radiokontakt med Pioneer-sonderne. Illustration: Nasa

Voyager 2 havde forladt heliosfæren og er nu i det interstellare rum, hvor det er den intergalaktiske vind, der dominerer.

Grænsen til det ydre rum

I flere videnskabelige artikler i Nature Astronomy beskriver en lang række forskere ud fra Voyager 2's observationer forholdene ved heliopausen, som er det område, der afgrænser heliosfæren til det ydre rum.

De viser bl.a., at der før heliopausen findes et grænselag, der gav anledning til stigningen i ion- og elektronstrømmen i månederne op til passagen.

Solens tyngdefelt har betydning helt ud til Oortskyen titusinder af astronomiske enheder borte, men på mange måder er heliopausen solsystemets yderste kant. Og derfor er Voyager 2’s observationer herfra interessante.

Passagen af heliopausen kan også registreres ud fra forskellen i tætheden af plasmaet. Da temperaturen af plasmaet indenfor er meget højere end udenfor, skal tætheden udenfor være meget højere, for at trykket kan være ens. Det ses på denne figur, hvor HP angiver heliopausen. Illustration: Don Gurnett & University of Iowa

Forskerne har tilmed nu mulighed for at sammenligne data fra Voyager 2 med tilsvarende data for Voyager 1, der med en hurtigere fart i en noget anden retning passerede grænsen til det interstellare rum allerede 25. august 2012 i en afstand af 121,7 AU.

Læs også: Nu er det officielt: Voyager 1 befinder sig i det interstellare rum

Observationerne og sammenligningerne er på nogle områder som forventet og på andre helt overraskende.

Heliopausen ligger i samme afstand

Selv om begge sonder har haft retning mod heliopausen, hvor den ligger tættest på Solen, er afstanden mellem de to Voyager-sonder stor – ca 160 AU.

På den baggrund er det lidt overraskende, at Voyager 1 og 2 passerede heliopausen i stort set samme afstand, og ikke mindst også, fordi tidspunktet for Voyager 1 hang sammen med, at solaktiviteten og dermed solvinden var nær sit maksimum. Det var minimalt, da Voyager 2 brød gennem heliosfæren.

Partikler lækker ind og ud

Selv om heliopausen er en markant grænse, er den ikke fuldstændig ubrydelig for partikler.

Voyager 1 kunne detektere, at der lækkede partikler ind i heliosfæren udefra. Voyager 2 har detekteret det modsatte: at partikler indefra kan lække ud.

Der er altså en eller anden form for forbindelse mellem det indre og det ydre, som ikke er fuldt forstået endnu.

Det er et af de forhold, som forskerne gerne vil undersøge nærmere i den kommende tid ud fra de tilgængelige data.

Observationerne viser også, der kan opstå chokbølger langt ude i heliosfæren i forbindelse med store udbrud på Solen.

Magnetfelt og temperatur forvirrer

En af de ting, som især forvirrer forskerne, er retningen af magnetfeltet i det interstellare rum.

Før Voyager 1 passerede heliopausen, havde forskerne forventet at se en ændring i retningen af det magnetiske felt ved heliopausen bl.a. grundet i, at solvinden og den interstellare vind har modsat retning.

Men der var kun en minimal retningsændring på under 3 grader.

Voyager 2 har observeret det samme, så det er næppe en tilfældighed,

I forbindelse med fremlæggelsen af de videnskabelige artikler forklarer forskerne, at der må findes en eller anden fysisk proces, der kan forklare dette, men en sådan kendes ikke endnu.

Målingerne viste dog tydeligt, at feltstyrken ændres. Set over et gennemsnit på en time var feltstyrken 0,50 nanotesla 4. november 2018 og 0,63 nT dagen efter,

Temperaturen af solvinden er høj – omkring en million grader. Voyager 2 har også målt temperaturen af den interstellare vind.

Den er som forventet meget koldere, men dog betydeligt varmere end de teoretiske forudsigelser på mellem 15.000 og 30.000 kelvin: Den er målt til mellem 30.000 og 50.000 kelvin.

Også det forhold kræver en bedre forklaring end den, der er kendt i dag.

Data fem år endnu

Til at hjælpe med at finde forklaringer på mysterierne kan forskerne stadig have glæde af både Voyager 1 og 2, men ikke så længe endnu.

Voyager 1 og 2 får deres energi fra varme ved henfald af plutonium-238, der omdannes til elektricitet.

Læs også: Plutoniummangel truer stadig Nasas fremtidige rummissioner

Med en halveringstid på 88 år er energiforsyningen nu nede på omkring 70 pct. Vurderingen er, at der kun vil være energi nok til at holde instrumenterne kørende ca. fem år endnu.

Data fra missionen og de to Voyager-sonders aktuelle position kan følges på voyager.jpl.nasa.gov

Allerede i 1999 studerede Nasa muligheden for en interestellar sonde, der kunne nå ud til 200 AU på 15 år.

Disse overvejelser fortsætter i Panel on Interstellar Research under COSPAR – Committee on Space Research, men der er ingen konkrete planer om en mission.

Måske er det snarere Breakthrough-projektet med tanker om en ultrahurtig mission til den nærmeste stjerne, finansieret af it-milliardæren Yuri Milner, som forskere, der ivrigt ønsker at få nye data fra heliopausen og det interstellare rum, skal sætte deres lid til.

Læs også: Stort lasersystem skal sende nanosatellit til nærmeste stjerne på rekordtid

Læs også: Amerikanere tester interstellar rumsonde i ballon

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Det er ret imponerende at de stadig sender data tilbage. Hvad er tankerne med en ultrahurtig mission til den nærmeste stjerne? Hvad er ultrahurtig i denne sammenhæng?

  • 2
  • 0

citat: "Temperaturen af solvinden er høj – omkring en million grader. Voyager 2 har også målt temperaturen af den interstellare vind. Den er som forventet meget koldere, men dog betydeligt varmere end de teoretiske forudsigelser på mellem 15.000 og 30.000 kelvin."

Kan nogen forklare hvordan disse temperaturer er målt.... eller hvad de egentligt er udtryk for ?

  • 2
  • 0

Jo, jo. Hvis du rører et stykke metal med en høj temperatur, så brænder du fingrene meget (stor varme effekt J/s pga. varmekapacitet og ledning). Hvis du rører et stykke e.g. mineralud med samme temperatur så brænder du ikke fingrene ret meget (ringe varme effekt J/s til fingrene).

Jeg forstår den termodynamiske definition af temperatur, men jeg kan ikke rigtigt forholde mig til den. Lad os tænke på en astronaut, eller bare et rumfartøj, som befinder sig: - i skygge nær den internationale rumstation - i skygge (nok ikke så afgørende) nær een af Voyager-sonderne Een ting er måltallet for temperaturen, men "hvad betyder det" ? - vil metallet i rumdragten/sonden "på bagsiden" have forskellig temperatur eller ?

Måske er min fantasi bare ikke god nok. Måske skal definitionen på temperatur bare læses uden ad og benyttes i passende formelr ?

  • 0
  • 0

Hej Jan

Måske er min fantasi bare ikke god nok. Måske skal definitionen på temperatur bare læses uden ad og benyttes i passende formelr ?

Temperaturen i sol- og interstellar vind kan være meget høj, men partikeltætheden er meget lav. Dermed bliver både varmekapacitet og varmeledningsevne tilsvarende lav, i praksis grænsende til nul. Så hvis du er på rumvandring risikerer du ikke overophedning, du vil tvært imod miste varme pga. din egen sortlegeme stråling.

  • 3
  • 0

Måske er min fantasi bare ikke god nok. Måske skal definitionen på temperatur bare læses uden ad og benyttes i passende formelr ?

Jan, temperatur og varmeindhold og varmeovergang er to forskellige ting. prøv at stikke hånden ind i luften i en 200 grader varm ovn. Det går et stykke tid. Prøv så at lægge hånden på ovnvæggen. Der har du forskellen.

On a different note har jeg hørt Månelandingskonspiratorikere argumentere for at Apollorumskibet ikke ville kunne komme gennem Van Allen bælterne der er fuld af højenergetiske partikler (altså ville metallet smelte). Same thing - høj energi, men ringe densitet.

  • 1
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten