Vad rymdsonder har upptäckt utanför solsystemet

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

I november 2018, efter en 41-årig resa, korsade Voyager 2 gränsen bortom vilken solens inflytande slutar och gick in i det interstellära rymden. Men uppdraget med den lilla sonden har ännu inte avslutats - den fortsätter att göra fantastiska upptäckter.

År 2020 upptäckte Voyager 2 något fantastiskt: rymddensiteten ökar med avståndet från solen.

Liknande indikatorer sändes till jorden av Voyager 1, som gick in i det interstellära rymden 2012. Uppgifterna visade att densitetsökningen kan vara en egenskap hos det interstellära mediet.

Solsystemet har flera gränser, varav en, kallad heliopaus, bestäms av solvinden, eller snarare av dess betydande försvagning. Utrymmet inuti heliopausen är heliosfären, och rymden utanför är det interstellära mediet. Men heliosfären är inte rund. Det ser mer ut som en oval, där solsystemet är i framkant, och en slags svans sträcker sig bakom den.

Båda Voyagers korsade heliopausen i framkanten, men inom en skillnad på 67 grader i heliografisk latitud och 43 grader i longitud.

Interstellära rymden brukar betraktas som ett vakuum, men det är inte helt sant. Materiens densitet är extremt låg, men den finns fortfarande. I solsystemet har solvinden en medeltäthet av protoner och elektroner från 3 till 10 partiklar per kubikcentimeter, men den är lägre ju längre från solen.

Den genomsnittliga koncentrationen av elektroner i Vintergatans interstellära rymd uppskattas till cirka 0,037 partiklar per kubikcentimeter. Och plasmadensiteten i den yttre heliosfären når cirka 0,002 elektroner per kubikcentimeter. När Voyager-sonderna korsade heliopausen registrerade deras instrument plasmans elektrontäthet genom plasmaoscillationer.

Voyager 1 korsade heliopausen den 25 augusti 2012 på ett avstånd av 121,6 astronomiska enheter från jorden (detta är 121,6 gånger avståndet från jorden till solen - cirka 18,1 miljarder km). När han först mätte plasmaoscillationerna efter att ha korsat heliopausen den 23 oktober 2013 på ett avstånd av 122,6 astronomiska enheter (18,3 miljarder km), fann han plasmadensiteten på 0,055 elektroner per kubikcentimeter.

Efter att ha flugit ytterligare 20 astronomiska enheter (2,9 miljarder kilometer), rapporterade Voyager 1 en ökning av densiteten i det interstellära rymden till 0,13 elektroner per kubikcentimeter.

Voyager 2 korsade heliopausen den 5 november 2018 på ett avstånd av 119 astronomiska enheter (17,8 miljarder kilometer. Den 30 januari 2019 mätte den plasmaoscillationer på ett avstånd av 119,7 astronomiska enheter (17,9 miljarder kilometer) och fann att densiteten plasma är 0,039 elektroner per kubikcentimeter.

I juni 2019 visade Voyager 2:s enheter en kraftig ökning av densiteten till cirka 12 elektroner per kubikcentimeter på ett avstånd av 124,2 AU (18,5 miljarder kilometer).

Vad orsakade ökningen av utrymmets täthet? En teori är att kraftlinjerna i det interstellära magnetfältet blir starkare med avståndet från heliopausen. Detta kan orsaka elektromagnetisk joncyklotroninstabilitet. Voyager 2 upptäckte en ökning av magnetfältet efter att ha korsat heliopausen.

En annan teori är att material som förs bort av den interstellära vinden bör sakta ner i heliopausen och bilda en slags plugg, vilket framgår av det svaga ultravioletta sken som upptäcktes av New Horizons-sonden 2018, orsakat av ackumuleringen av neutralt väte i heliopausen.