Voyager 2 når det interstellare rum:Forskere registrerer et spring i plasmatætheden

Voyager 1 har en ledsager i stjernernes rige.

Forskere ved University of Iowa rapporterer, at rumfartøjet Voyager 2 er kommet ind i det interstellare medium (ISM), området af rummet uden for den bobleformede grænse frembragt af vinden, der strømmer ud fra solen. Voyager 2, dermed, bliver det andet menneskeskabte objekt, der rejser ud af vores sols indflydelse, efter Voyager 1's solafgang i 2012.

I en ny undersøgelse, forskerne bekræfter Voyager 2's passage den 5. november, 2018, ind i ISM ved at bemærke et endeligt spring i plasmatæthed, der blev detekteret af et Iowa-ledet plasmabølgeinstrument på rumfartøjet. Den markante stigning i plasmatæthed er bevis på, at Voyager 2 rejser fra det varme, lavere tæthed plasma karakteristisk for solvinden til den kølige, plasma med højere tæthed i det interstellare rum. Det ligner også det plasmatæthedsspring, som Voyager 1 oplevede, da det krydsede ind i det interstellare rum.

"I historisk forstand, den gamle idé om, at solvinden bare gradvist vil blive skåret væk, når du går længere ind i det interstellare rum, er simpelthen ikke sand, " siger Iowas Don Gurnett, tilsvarende forfatter på undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet Natur astronomi . "Vi viser med Voyager 2 - og tidligere med Voyager 1 - at der er en tydelig grænse derude. Det er bare forbløffende, hvordan væsker, inklusive plasmaer, danner grænser."

Gurnett, professor emeritus ved UI Institut for Fysik og Astronomi, er hovedforsker på plasmabølgeinstrumentet ombord på Voyager 2. Han er også hovedforsker på plasmabølgeinstrumentet ombord på Voyager 1 og forfattede undersøgelsen fra 2013 offentliggjort i Science, der bekræftede, at Voyager 1 var gået ind i ISM.

Voyager 2's indtræden i ISM fandt sted ved 119,7 astronomiske enheder (AU), eller mere end 11 milliarder miles fra solen. Voyager 1 passerede ind i ISM på 122,6 AU. Rumskibene blev opsendt inden for få uger efter hinanden i 1977, med forskellige missionsmål og baner gennem rummet. Alligevel krydsede de ind i ISM i stort set samme afstande fra solen.

Det giver værdifulde ledetråde til heliosfærens struktur - boblen, formet meget som en vindsok, skabt af solens vind, når den strækker sig til solsystemets grænse.

"Det antyder, at heliosfæren er symmetrisk, i det mindste på de to punkter, hvor Voyager-rumfartøjet krydsede, " siger Bill Kurth, University of Iowa forsker og en medforfatter på undersøgelsen. "Det siger, at disse to punkter på overfladen er næsten i samme afstand."

"Der er næsten en sfærisk front til dette, " tilføjer Gurnett. "Det er som en stump kugle."

Data fra Iowa-instrumentet på Voyager 2 giver også yderligere fingerpeg om tykkelsen af ​​helioskeden, det ydre område af heliosfæren og det punkt, hvor solvinden hober sig op mod den nærgående vind i det interstellare rum, som Gurnett sammenligner med effekten af ​​en sneplov på en bygade.

Iowa-forskerne siger, at helioskeden har varieret tykkelse, baseret på data, der viser, at Voyager 1 sejlede 10 AU længere end sin tvilling for at nå heliopausen, en grænse, hvor solvinden og den interstellare vind er i balance og betragtes som krydsningspunktet til det interstellare rum. Nogle havde troet, at Voyager 2 ville klare den passage først, baseret på modeller af heliosfæren.

"Det er lidt som at se på en elefant med et mikroskop, " siger Kurth. "To mennesker går op til en elefant med et mikroskop, og de kommer med to forskellige mål. Du aner ikke, hvad der foregår imellem. Det, modellerne gør, er at prøve at tage information, som vi har fra disse to punkter, og hvad vi har lært gennem flyvningen, og sammensætte en global model af heliosfæren, der matcher disse observationer."

Den sidste måling opnået fra Voyager 1 var, da rumfartøjet var på 146 AU, eller mere end 13,5 milliarder miles fra solen. Plasmabølgeinstrumentet registrerer, at plasmadensiteten stiger, i datafeeds fra et rumfartøj, der nu er så langt væk, at det tager mere end 19 timer for information at rejse fra rumfartøjet til Jorden.

"De to Voyagers vil overleve Jorden, " siger Kurth. "De er i deres egne kredsløb omkring galaksen i fem milliarder år eller længere. Og sandsynligheden for, at de løber ind i noget, er næsten nul."

"They might look a little worn by then, " Gurnett adds with a smile.

The Iowa study is one of five papers on Voyager 2 published in Natur astronomi . These papers confirm the passage of Voyager 2 to interstellar space and provide details on the characteristics of the heliopause.