Το Voyager 2 εξερευνά τα όρια του διαστρικού διαστήματος

Το Voyager 2 εξερευνά τα όρια του διαστρικού διαστήματος

NASA/JPL-Caltech

Ένα χρόνο πριν, στις 5 Νοεμβρίου του 2018, το Voyager 2 της NASA έγινε το δεύτερο διαστημόπλοιο στην ιστορία που βγήκε από την ηλιόσφαιρα- την προστατευτική «φυσαλίδα» σωματιδίων και μαγνητικών πεδίων που δημιουργείται από τον ήλιο. Σε απόσταση 18 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων από τη Γη, το διαστημόπλοιο βγήκε στο διαστρικό διάστημα (το διάστημα ανάμεσα στα άστρα). Πέντε νέα επιστημονικά άρθρα στο Nature Astronomy περιγράφουν τι ακριβώς παρατήρησαν οι επιστήμονες κατά τη διάρκεια της ιστορικής εξόδου του σκάφους και μετά από αυτήν.

Σε κάθε άρθρο παρουσιάζονται τα ευρήματα ενός από τα πέντε επιστημονικά όργανα του σκάφους: Έναν αισθητήρα μαγνητικού πεδίου, δύο όργανα για τον εντοπισμό ενεργητικών σωματιδίων σε διαφορετικά επίπεδα ενέργειας και δύο όργανα για τη μελέτη του πλάσματος. Όλα μαζί, τα ευρήματα αυτά βοηθούν στη διαμόρφωση της εικόνας αυτής της κοσμικής «ακτογραμμής», όπου τελειώνει το περιβάλλον που δημιουργεί ο ήλιος και αρχίζει ο «ωκεανός» του διαστρικού διαστήματος.

Η ηλιόσφαιρα είναι σαν ένα «πλοίο» που ταξιδεύει στο διαστρικό διάστημα. Τόσο η ηλιόσφαιρα όσο και το διαστρικό διάστημα είναι γεμάτα πλάσμα- ένα αέριο το οποίο περιέχει άτομα που έχουν χάσει τα ηλεκτρόνιά τους. Το πλάσμα στην ηλιόσφαιρα είναι θερμό και αραιό, ενώ στο διαστρικό διάστημα είναι ψυχρό και πυκνότερο. Το διάστημα ανάμεσα στα άστρα περιέχει επίσης κοσμικές ακτίνες, ή αλλιώς, σωματίδια που επιταχύνονται από άστρα που εκρήγνυνται. Το Voyager 1 ανακάλυψε ότι η ηλιόσφαιρα προστατεύει τη Γη και άλλους πλανήτες από πάνω από το 70% αυτής της ακτινοβολίας.

Όταν το Voyager 2 βγήκε από την ηλιόσφαιρα πέρυσι, επιστήμονες ανακοίνωσαν τον εντοπισμό δύο σημαντικών αλλαγών: Ο ρυθμός εντοπισμού σωματιδίων της ηλιόσφαιρας μειώθηκε, ενώ ο ρυθμός της κοσμικής ακτινοβολίας αυξήθηκε κατά πολύ. Οι αλλαγές αυτές επιβεβαίωσαν πως το σκάφος είχε εισέλθει σε μια νέα περιοχή του διαστήματος.

Πριν το Voyager 1 φτάσει στα όρια της ηλιόσφαιρας το 2012, οι επιστήμονες δεν ήξεραν ακριβώς πόσο μακριά ήταν αυτό το όριο από τον ήλιο. Τα δύο σκάφη βγήκαν από αυτήν σε διαφορετικά σημεία και σε διαφορετικές χρονικές στιγμές του 11ετούς ηλιακού κύκλου, όπου η ηλιακή δραστηριότητα κυμαίνεται σε χαμηλά και υψηλά επίπεδα. Οι επιστήμονες περίμεναν το όριο της ηλιόσφαιρας, η ηλιόπαυση, να μετακινείται καθώς η δραστηριότητα του ήλιου μεταβάλλεται (όπως πχ ένας πνεύμονας κατά την αναπνοή). Αυτό συνάδει με το δεδομένο ότι τα δύο σκάφη συνάντησαν την ηλιόπαυση σε διαφορετικές αποστάσεις από τον ήλιο.

Τα νέα επιστημονικά άρθρα επιβεβαιώνουν πως το Voyager 2 δεν βρίσκεται ακόμα σε «ήρεμο» διαστρικό διάστημα: Όπως και το αδελφό του σκάφος, φαίνεται πως βρίσκεται σε μια ταραγμένη μεταβατική περιοχή, αμέσως μετά την ηλιόσφαιρα.

«Τα Voyager μας δείχνουν πώς ο ήλιος μας αλληλεπιδρά με το υλικό που γεμίζει το διάστημα ανάμεσα στα άστρα του γαλαξία» είπε ο Εντ Στόουν, επιστήμονας του Voyager και καθηγητής Φυσικής στο Caltech. «Χωρίς αυτά τα νέα δεδομένα από το Voyager 2, δεν θα ξέραμε αν αυτά που βλέπουμε με το Voyager 1 είναι χαρακτηριστικά της ηλιόσφαιρας στο σύνολό της μόνο της τοποθεσίας και του χρόνου διέλευσης».

Τα δύο σκάφη έχουν πλέον επιβεβαιώσει ότι το πλάσμα στο τοπικό διαστρικό διάστημα είναι σημαντικά πυκνότερο από αυτό μέσα στην ηλιόσφαιρα. Επίσης, το Voyager 2 μέτρησε και τη θερμοκρασία του στο κοντινό διαστρικό διάστημα και επιβεβαίωσε πως είναι πιο ψυχρό από ό,τι το πλάσμα μέσα στην ηλιόσφαιρα.

Το 2012, το Voyager 1 παρατήρησε μια ελαφρώς υψηλότερη του αναμενομένου πυκνότητα πλάσματος μόλις έξω από την ηλιόσφαιρα, υποδεικνύοντας ότι το πλάσμα κάπως συμπιέζεται. Το Voyager 2 παρατήρησε ότι το πλάσμα εκτός της ηλιόσφαιρας είναι ελαφρώς θερμότερο του αναμενομένου, κάτι που επίσης υποδεικνύει πως συμπιέζεται. Το Voyager 2 ακόμη παρατήρησε μια ελαφρά αύξηση στην πυκνότητα πλάσματος αμέσως πριν την έξοδο από την ηλιόσφαιρα, υποδεικνύοντας ότι το πλάσμα συμπιέζεται στην εσωτερική πλευρά της φυσαλίδας. Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν κατανοούν πλήρως τι προκαλεί τη συμπίεση.

Επίσης, ένα από τα όργανα έδειξε πως υπάρχει μια ροή σωματιδίων από το εσωτερικό της ηλιόσφαιρας προς το διαστρικό διάστημα- ενώ επίσης μια παρατήρηση του οργάνου μαγνητικού πεδίου του Voyager 2 επιβεβαίωσε ένα εύρημα του Voyager 1: Το μαγνητικό πεδίο στην περιοχή μόλις πέρα από την ηλιόπαυση είναι παράλληλο με το μαγνητικό πεδίο εντός της. Με το Voyager 1, οι επιστήμονες είχαν μόνο ένα δείγμα αυτών των μαγνητικών πεδίων. Οι παρατηρήσεις του Voyager 2 επιβεβαιώνουν το εύρημα, δείχνοντας ότι τα δύο πεδία ευθυγραμμίζονται.