Solsystem Galaxens Gräns

Rymdfarkosten Voyager 1 och Voyager 2 nådde och korsade avslutningschocken i december 2004 (vid 94 AU från solen) respektive september 2007 (vid 84 AU). (1 AU är en astronomisk enhet, medelavståndet mellan Solen och Jorden.) Voyager 1 korsade heliopausen och kastade sig in i det omgivande interstellära mediet (Local Interstellar Medium, eller LISM) sommaren 2012 på heliocentriskt avstånd 121 AU. Voyager 2 korsade heliopausen och nådde LISM i November 2018. Figuren visar Voyagers positioner i början av 2000-talet.

Rymdskeppet Voyager 1 lämnar solsystemet med utrymningshastigheten cirka 17,1 km/sek eller 3,6 AU/år. (Voyager 2 är långsammare med hastigheten 3,1 AU/år.) Båda rymdfarkosterna kommer att stängas av runt 2025 på grund av gradvis minskning av kraftproduktionskapaciteten hos deras kraftkälla, radioisotop termoelektriska generatorer (RTGs).

Är Voyager-rymdskeppet korrekt instrumenterat för att utforska solsystemets galaktiska gräns? Nej. Voyager 1 och 2 rymdskepp designades främst för att studera jätteplaneter under flybys. Deras instrument mäter emellertid några mycket viktiga fysiska egenskaper i interaktionsområdet mellan solvinden och det interstellära mediet, det heliosfäriska gränssnittet. Den detaljerade in situ studien av processerna vid och utanför solsystemets galaktiska (interstellära) gräns kommer att utföras i framtiden av Interstellar-sonden. Detta uppdrag har beaktats under de senaste 40+ åren. (Se Instrumentation för interstellar utforskning och referenser däri.) Beroende på programmatiska prioriteringar kommer NASA att pröva den interstellära sonden under de kommande 10–20 åren. Uppdragsmålet är att nå det “orörda”, “ostörda” (av Suns närvaro) interstellära medium (300–500 AU från solen) som omger solsystemet och utforska det på plats.

I verkligheten skulle den neutrala solvinden “förorena” (störa) det omgivande interstellära mediet för flera hundratals astronomiska enheter utanför solen, som först upptäcktes 1982. Så, det interstellära mediet påverkas av solen på stora avstånd.

Voyagers har svarat på några viktiga frågor om fysiken och processerna vid den heliosfäriska gränsen och fastställda marksannhetsfakta med in situ-mätningar. Interstellar Boundary Explorer (IBEX), som lanserades 2008, kartlade hela den galaktiska gränsen (interstellära gränsen) av solsystemet i flöden av energin neutrala atomer (ENA). Den upptäckte också en ny funktion som fortfarande inte är helt förstått och förklarad, kallad “bandet.”

ENA-avbildning har framkommit som en ny kraftexperimentsteknik för att fjärrundersöka avlägsna rymdplasma (se en handledning och en översiktsartikel). Egentligen byggdes ett instrument, något primitivt, för att upptäcka ENAs ursprung vid den interstellära gränsen och nå jorden på … 1980-talet (!) Men flygs aldrig.

En artikel i Journal of Geophysical Research (JGR) som ledde till IBEX-uppdraget beskrev begreppet fjärrkartläggning av den heliosfäriska inrterface-regionen. NASA-programledare pekade specifikt på en roll som denna “vetenskapliga publikation i JGR” i debriefet om uppdraget vinna 2003.

En komplettering till ENA-bildteknik har framskritt i flera år som kommer att kartlägga den interstellära gränsen i estreme ultraviolet (EUV). Viktiga instrumentfunktioner har framgångsrikt demonstrerats och konceptet avbildning (“heliopause mapping”) formulerats. Det experimentella tillvägagångssättet kommer också att göra det möjligt för en att kartlägga, den tredimensionella flödesmönstret för solvinden (se även en annan publikation).

Då kommer den interstellära sonden att tränga igenom det omgivande galaktiska mediet och utförda in-situ och fjärrobservationer där.


Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *