Nur zwei Raumschiffe der Menschheit haben das Sonnensystem verlassen: die der NASA Voyager 1 und Voyager 2 . Voyager 1 hat die Heliosphäre 2012 hinter sich gelassen, während Voyager 2 am 5. November 2018 dasselbe tat. Jetzt ist Voyager 2 seit einem Jahr im interstellaren Raum, und fünf neue Veröffentlichungen präsentieren die wissenschaftlichen Ergebnisse aus diesem einen Jahr.
Die Heliosphäre ist eine blasenförmige Region des Weltraums mit unserer Sonne im Zentrum. Betrachten Sie es als einen aufgeblasenen Hohlraum voller Plasma, das von der Sonne kommt. Am Rand der Blase weicht das Plasma unserer Sonne dem interstellares Medium (ISM.) Voyager 2 verließ die Heliosphäre und betrat den interstellaren Raum in einer Entfernung von etwa 18 Milliarden Kilometern (11 Milliarden Meilen) von der Erde.
Jeder der fünf Artikel enthält Ergebnisse aus einem der fünf von Voyager 2 wissenschaftliche Instrumente :
- Magnetfeldsensor
- zwei Instrumente, die energetische Teilchen in unterschiedlichen Energiebereichen detektieren
- zwei Instrumente, die Plasma untersuchen
Es ist bemerkenswert, dass diese vor Jahrzehnten entwickelten und gebauten Instrumente immer noch funktionieren und neue Daten sammeln.
Es hat Jahrzehnte gedauert, bis Voyager 2 das erreichte Heliopause , die Abgrenzung zwischen dem interstellaren Raum und unserem Sonnensystem. Als erst zweite Raumsonde, die es erreicht, ist Voyager 2 in der Lage, uns einzigartige wissenschaftliche Einblicke in diese Region zu geben. Sie sind einzigartig, weil Voyager 1 die Heliosphäre vor sechs Jahren an einem anderen Ort verlassen hat. Die Daten von Voyager 2 sind auch deshalb einzigartig, weil eines seiner Instrumente, das zur Plasmamessung verwendet wird, immer noch in Betrieb ist, während das Gegeninstrument auf Voyager 1 vor Jahrzehnten nicht mehr funktionierte.
Künstlerische Illustration, die den Terminationsschock, die Heliopause und die Bugwelle zeigt. Bildnachweis: Durch Credits: NASA/IBEX/Adler Planetarium – Originaltext: https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/ibexheliosphererevised.jpghttps://www.nasa.gov/feature/ Goddard/2016/nasa-s-ibex-observations-pin-down-interstellar-magnetic-field), Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=62496851
Die Sonne arbeitet in einem 11-Jahres-Zyklus, und ihre Leistung ändert sich während dieses Zyklus. Es gibt eine Debatte über die Gesamtform der Heliosphäre, aber im Laufe des 11-Jahres-Zyklus können sich Größe und Form ändern. Jede der Voyager-Sonden traf in etwa der gleichen Entfernung auf die Heliopause, aber Voyager 2 traf auf den Terminationsschock etwa 1 Milliarde Meilen näher an der Sonne als Voyager 1. Die Sonden verließen die Heliosphäre an verschiedenen Orten, und jede der Voyager-Sonden hat etwas anders uns zu sagen.
Im Moment befindet sich Voyager 2 in einer Übergangsregion des Weltraums am Rande der Heliosphäre, nicht ganz im ungestörten interstellaren Raum.
Ed Stone ist Physikprofessor am Caltech und Projektwissenschaftler für das Voyager-Programm. In einem Pressemitteilung , sagte er: „Die Voyager-Sonden zeigen uns, wie unsere Sonne mit dem Material interagiert, das den größten Teil des Raums zwischen den Sternen in der Milchstraße ausfüllt. Ohne diese neuen Daten von Voyager 2 wüssten wir nicht, ob das, was wir mit Voyager 1 sahen, charakteristisch für die gesamte Heliosphäre oder nur spezifisch für den Ort und die Zeit der Überquerung war.“
Voyager 1 verließ die Heliosphäre näher an der Eintrittskante, während Voyager 2 die Heliosphäre 6 Jahre später an der Flanke verließ. Bildnachweis: Von NASA/JPL-Caltech – https://photojournal.jpl.nasa.gov/figures/PIA22835_fig1.png, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=74978307
Voyager 1 verließ die Heliosphäre im vorderen Bereich, als das Sonnensystem durch den Weltraum wanderte. Betrachten Sie es als den Bug eines Schiffes. Voyager 2 verließ die Heliosphäre an der Flanke.
Die Ergebnisse
Beide Voyager-Sonden haben uns gesagt, dass das Plasma im lokalen interstellaren Raum dichter ist als das Plasma in der Heliosphäre. Wissenschaftler erwarteten diese Ergebnisse. Jetzt, da Voyager 2 die Heliosphäre verlassen hat, wissen wir, dass dasselbe lokale interstellare Plasma auch kälter ist als das Plasma in der Heliosphäre.
Als Voyager 1 die Heliosphäre im Jahr 2012 hinter sich ließ, maß sie die Dichte des Plasmas direkt außerhalb der Heliosphäre und stellte fest, dass sie höher war als erwartet. Dies zeigt an, dass es komprimiert wird. Voyager One fand heraus, dass derselbe Plasmabereich auch wärmer ist als erwartet, was ebenfalls auf eine Kompression hindeutet, obwohl das äußere Plasma immer noch kälter ist als das innere Plasma.
Voyager 2 maß auch eine leichte Zunahme der Dichte im Plasma direkt innerhalb der Heliosphäre, was darauf hindeutet, dass es ebenfalls komprimiert ist. Aber bis jetzt haben Wissenschaftler keine Erklärung.
Künstlerische Illustration der Entfernungen des Sonnensystems. Beachten Sie, dass der Maßstabsbalken um das 10-fache astronomische Einheiten erhöht wird. Bildnachweis: Von NASA / JPL-Caltech – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA17046, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=28366203
Die Daten zeigen, dass die Flanke, an der Voyager 2 die Heliosphäre verlassen hat, im Vergleich zu der Stelle, an der Voyager 1 abgeflogen ist, etwas „porös“ sein kann. Voyager 2 entdeckte ein Rinnsal von Partikeln, das aus der Heliosphäre in den interstellaren Raum „leckte“.
Voyager 1 erlebte eine Überraschung, als sie die Heliosphäre verließ. Das Magnetfeld direkt hinter der Heliopause ist parallel zum Feld innerhalb der Heliosphäre. Damals konnten Wissenschaftler nicht sagen, ob das nur eine Anomalie war. Aber jetzt hat Voyager 2 die gleiche magnetische Ausrichtung erkannt.
Die Voyager-Sonden sollten nie so lange halten. Ihre Reise war bemerkenswert und hat uns viel gelehrt. Bevor sie die Heliopause erreichten, dachten die Wissenschaftler, dass der Sonnenwind allmählich nachlassen würde. Aber stattdessen wissen wir, dass es eine deutlichere Grenze gibt, die durch eine niedrigere Temperatur und eine erhöhte Dichte angezeigt wird.
Die Voyager-Sonden haben andere Überraschungen enthüllt. 2011 haben sie uns gezeigt, dass die Heliopause keine glatte Region ist. Es enthält magnetische Blasen, die sich wahrscheinlich bilden, wenn das Magnetfeld der Sonne am Rand des Sonnensystems verzerrt wird.
Das Ende des Voyager-Programms ist in Sicht. Irgendwann wird ihre Kraft nachlassen. Die NASA beabsichtigt, Instrumente nacheinander abzuschalten, um die Mission zu verlängern so lange wie möglich . Aber irgendwann um 2025 wird dem letzten Instrument der Strom ausgehen. Dann werden die Voyager-Sonden einfach weiter ihrer Flugbahn folgen.
Was ihr endgültiges Schicksal ist, werden wir nie erfahren.
Mehr:
- Pressemitteilung: Voyager 2 beleuchtet die Grenze des interstellaren Raums
- Forschungsbericht: Heliosheath-Eigenschaften gemessen von a Reisen 2 to Reisen 1 Transient
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