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Voyager 2 befindet sich fast außerhalb der Schutzblase der Sonne

2021

Der Weltraum ist riesig, aber nicht ganz leer. Wenn Sie genauer hinschauen, werden Sie feststellen, dass sogar die Abgründe zwischen den Sternen von Teilchen durchzogen sind, die Überlebende antiker, katastrophaler Ereignisse sind, die sie mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch das Universum schleuderten.

Die Raumsonde Voyager 2, die vor mehr als 40 Jahren die Erde verließ, um die äußeren Planeten zu untersuchen, hat gerade einen Anstieg dieser kosmischen Flüchtlinge um 5 Prozent festgestellt, teilte die NASA mit. Die neuen Messungen lassen ein lang erwartetes Zeichen erkennen, dass sich die Sonde dem Rand des schützenden Einflusses der Sonne nähert, der für viele Forscher die Grenze zwischen interplanetarem und interstellarem Raum definiert. Wenn Sie diese Grenze überschreiten, erhalten Sie einen wertvollen zweiten Datenpunkt für die Ermittlung der Form. Der genaue Zeitpunkt, zu dem die Sonde das Sonnensystem verlässt, ist jedoch unbekannt.

"Wir sehen eine Veränderung in der Umgebung von Voyager 2, darüber besteht kein Zweifel, sagte der Voyager-Projektwissenschaftler Ed Stone von Caltech in einer Pressemitteilung." Wir werden in den kommenden Monaten viel lernen, aber wir ziehen immer noch an Ich weiß nicht, wann wir die Heliopause erreichen. Wir sind noch nicht da - das kann ich mit Zuversicht sagen. "

Wenn Sie das Gefühl haben, diese Geschichte schon einmal gehört zu haben, dann haben Sie es. Das schnellere Geschwister des Schiffes, Voyager 1, gab im Mai 2012 Daten zurück, die einen ähnlichen Anstieg der interstellaren kosmischen Strahlung zeigten. Zusätzlich zum Licht spuckt die Sonne auch ein Plasma geladener Teilchen in alle Richtungen aus. Dieser zu heiße Sonnenwind strömt an den Planeten vorbei nach außen, drückt die interstellaren Teilchen zurück und erzeugt eine Blase, die Forscher die Heliosphäre nennen. Drei Monate später, am 25. August, stellten die alternden Instrumente der Voyager einen Rückgang der Solarteilchen und einen weiteren Anstieg der interstellaren Teilchen fest - ein deutlicher Hinweis darauf, dass sie die Heliosphäre endlich verlassen hatten.

Aus Sicht des Sonnenwinds bedeutet das Verlassen der Heliosphäre das Verlassen des Sonnensystems. In den kommenden Monaten bis Jahren sollte Voyager 2 zu Voyager 1 gehören und einen Eindruck von den Partikeln und Magnetfeldern bekommen, die in der relativen Stille zwischen den Sternen existieren. Aber der Sonnenwind ist nicht die einzige Möglichkeit der Sonne, ihren Einfluss geltend zu machen. Wenn Sie sich das Sonnensystem als Ansammlung von Gesteinen und Gaskugeln vorstellen, die gravitativ festsitzen und die Sonne umkreisen, dann haben beide Voyager einen weiten Weg gehen.

Der einfachste Weg, solch große Entfernungen zu visualisieren, ist die Verwendung von Astronomischen Einheiten (AU). Ein AE ist der Abstand zwischen Sonne und Erde. Sie steuern nicht in die gleiche Richtung, aber Voyager 1 ist derzeit etwa 143 AE von der Sonne entfernt, während Voyager 2 bei 118 AE zurückliegt. Diese Entfernungen bringen sie um 30 AU weit hinter Neptun, aber es gibt noch viel weiter draußen. Die Umlaufbahn des kürzlich entdeckten "Goblin" durchdringt beispielsweise 2000 AE, und eine Sammlung eisiger Gesteine, die als Oort-Wolke bekannt ist, erstreckt sich über Zehntausende bis Hunderttausende AE ​​hinaus. Die NASA geht davon aus, dass die Voyager-Sonden in etwa 20.000 Jahren aus dieser Region stammen werden.

Ein funktionierender Voyager 2, der mit Voyager 1 im interstellaren Raum zusammenarbeitet, wird ein Meilenstein sein, wenn man das Rampenlicht beiseite lässt, um den Schwerkraftgefährten der Sonne zu entkommen. Der Austausch von Signalen mit so weit entfernten Maschinen erfordert immense Ressourcen, und die NASA verwendet sieben bis zehn Stunden pro Tag wertvolle Abhörzeit in ihrem Deep Space Network, um die immer schwächer werdenden Datenmengen zu erfassen. Die Pioneer 10-Sonde befindet sich ebenfalls in der Nähe der Grenze, hat jedoch 2003 aufgehört, nach Hause zu telefonieren. Insgesamt fünf Raumschiffe fliegen schnell genug, um der Sonne vollständig zu entkommen, aber zwei sind nicht mehr funktionsfähig, und die dritte, New Horizons, wird voraussichtlich vor dem Verlassen abgeschaltet die Heliosphäre in wenigen Jahrzehnten.

Die Atomkraftquelle von Voyager 2 sollte bis 2025 aushalten - wahrscheinlich lange genug, um den interstellaren Raum abzutasten -, aber es ist unklar, wann genau diese Daten eintreffen werden. Während Voyager 1 drei Monate nach der Registrierung eines Anstiegs der kosmischen Strahlung die Grenze überschritt, steuert Voyager 2 einen anderen Teil der Heliosphäre an, der selbst schnell seine Form ändern kann.

"All diese Grenzen könnten sich mit der Sonnenaktivität verschieben, und wir wissen wirklich nicht, wo sie liegen, sagt Merav Opher, ein Astronom, der die Form der Heliosphäre an der Boston University untersucht. An aktiveren Punkten im 11-Jahres-Zyklus der Sonne, In dem Moment, in dem wir uns gerade befinden, bläst die Sonne die Heliosphäre wie einen Ballon in die Luft und schiebt die Grenze im Laufe von ein paar Jahren um eine Handvoll AU nach außen. Später im Zyklus lässt eine weniger aktive Sonne die Luft ab.

Die Form der Heliosphäre ist möglicherweise auch nicht so einheitlich, wie der Name vermuten lässt. "Im Allgemeinen hat die Natur keine sehr glatten Grenzen. Die Frage ist, wie holprig und in welchem ​​Ausmaß Opher sagt. Ihre früheren Simulationen haben gezeigt, dass sie sogar eher wie die Spur eines Bootes als wie eine Kugel geformt sein könnte.

Der genaue Blick von Voyager 1 auf einen Punkt dieser Grenze brachte eine Reihe von Enthüllungen. Zum einen ist die Heliosphäre undichter als von Physikern angenommen, ausgestattet mit einer magnetischen Verbindung, die in einigen Bereichen den Austausch von Partikeln ermöglicht. Voyager 1 enthüllte auch überraschende Merkmale kurz nach dem Rand. Die Sonde hat eine Reihe von nach außen gerichteten Impulsen "gesurft", die durch plötzliche Materiesprünge von der Sonne ausgelöst wurden, und hat eine unerwartet sanfte Anhäufung von interstellarem Material entdeckt, was darauf hindeutet, dass das Sonnensystem die Galaxie weniger wild durchquert, als die Astronomen gedacht hatten. Opher ist von Voyager 2 noch mehr begeistert, da es - anders als Voyager 1 - noch über ein funktionsfähiges Plasmainstrument verfügt und in der Lage sein sollte, einzigartige Daten sowohl der Grenze als auch des interstellaren Mediums aufzuzeichnen.

Selbst mit ihren beispiellosen Details werden die beiden Voyager-Datenpunkte wahrscheinlich nicht ausreichen, um die Form der Sonnenblase festzunageln. Die Forscher werden auch Daten von der aktuellen IBEX und den kommenden IMAP-Missionen benötigen, um die gesamte Geometrie der Heliosphäre aus der Ferne zu erfassen. Opher vergleicht das Projekt mit der Lösung eines Krimis mit Hilfe mehrerer Beobachter mit unterschiedlichen Perspektiven. „Jemand hat alle kleinen Werkzeuge in einem Raum gepackt, und der andere hat Bilder weit weg von dem Haus gemacht, das sie sagt." Sie müssen mit beiden nachvollziehen, was die Heliosphäre tut. "

Die Lösung dieses lokalen Rätsels könnte universelle Konsequenzen haben. Astronomen können sehen, dass die "Astrosphären" um andere Sterne ebenfalls Wellen im Raum um sie herum erzeugen, aber ihr Plasma bleibt zu dünn, um direkt zu sondieren. Herauszufinden, wie die Sonne unsere Nachbarschaft formt und uns vor einigen kosmischen Strahlen schützt, ist ein wesentlicher Schritt, um zu verstehen, wo und ob derselbe Prozess an anderer Stelle stattfindet.

"Wenn Sie untersuchen möchten, wie sich das Leben in anderen Sternensystemen entwickelt, müssen Sie verstehen, wie sich andere Astrosphären verhalten", sagt Opher. "Beginnen wir in unserem eigenen Hinterhof."

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