Voyager 2 sender hidtil skarpeste rapport: Sådan ser grænsen til det interstellare rum ud

Cirka 18 milliarder kilometer fra Jorden findes grænsen mellem vores solsystem og det såkaldte interstellare rum – rummet mellem stjernerne.

Herude ligger en rand af materiale, som Solens kraftige vinde har blæst derud, og på den anden side har Solens stråler ikke længere nogen indflydelse.

Rumsonden Voyager 2 passerede grænsen i november sidste år, og forskerne har nu afkodet betydningen af dens målinger.

Voyager 2 er blot det andet menneskeskabte objekte nogensinde, der krydser grænsen. Voyager 1 gjorde det i 2012, men noget af dens måleudstyr var i stykker.

»Det er stort, at Voyager 2 nu har passeret, fordi dens instrumenter virker endnu. Nu har vi en markant bedre idé om, hvordan overgangen ser ud, og det hjælper os med at finde ud af, hvordan der ser ud i vores egen Mælkevej og i det store rum mellem stjernerne,« siger Anja C. Andersen, der er professor i Astrofysik og Planetforskning på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.

Voyager 2’s målinger er netop blevet offentliggjort i fem nye studier, der er udkommet i det videnskabelige tidsskrift Nature Astronomy.

Solen sprøjter materiale til siderne som en sneplov

Da Voyager 1 fløj ud i det interstellare rum i 2012, opdagede man det først flere måneder efter. Det skyldtes blandt andet, at dens såkaldte plasmainstrument, der måler tilstedeværelsen af plasma, også kaldet ioniseret gas, var i stykker.

Men Voyager 2 har et intakt plasmainstrument og en af de ting, den kunne måle, da den nåede udkanten af Solsystemet den 5. november 2018 var en stadig stigende tæthed af varm og tæt plasma.

»Når solen skinner blæser den materiale til alle sider. Det kalder man solvinden. Selvom den gas, den skubber, er meget tynd, bliver den samlet i en rand i udkanten af Solsystemet – lidt ligesom en sneplov, der samler sne,« siger Anja C. Andersen.

Da Voyager 2 nåede ud på den anden side af grænsen til det interstellare rum, kunne den måle en kraftig stigning i kosmisk stråling og et fald i partikler fra Solvinden. (Grafik: NASA)

Grænsen mellem to vinde

Solen kan ikke blæse uendeligt langt, og derfor er grænsen for, hvor Solen kan nå, også kaldet heliopausen, fuld af tæt plasma. Voyager 2’s instrumenter måler, at plasmatætheden stiger fra faktor 20 til faktor 50 i denne plasmatætte del af heliopausen, som er 1,5 astronomiske enheder tyk.

En astronomisk enhed er lig med afstanden fra Jorden til Solen, så det er altså ikke et lille bælte af plasma, som ligger herude.

»Plasmaen er dannet af alt det stof, som færdes frit i vores solsystem. Det meste er brint og helium, men der er også kul, ilt, jern og silicium,« siger Anja C. Andersen.

»På den anden side af plasmaet ligger det interstellare rum. Herude er det ikke solvinden, der påvirker materialet i rummet, men istedet den interstellare vind, der blandt andet stammer fra fjerne supernovaer, der eksploderede for millioner af år siden,« forklarer Edward C. Stone, der er professor i fysik ved California Institute of Technology og en del af holdet bag Voyager-missionen, i en pressebriefing på Nature’s hjemmeside.

LÆS OGSÅ: Voyager: Historiens største opdagelsesrejse begyndte for 40 år siden

Heliopausen er måske mere flydende, end hidtil troet

Voyager 1 kunne som sagt ikke måle mængden af plasma i overgangen fra vores solsystem og rummet mellem stjernerne. Men der er også andre parametre, som kan afsløre, at rumsonden befinder sig i grænseområdet mellem Solsystemet og det interstellare rum.

Ude på den anden side stiger mængden af kosmisk stråling og elektrontætheden kan også indirekte sige noget om plasmatætheden.

Men sammenligner man målingerne mellem Voyager 1 og 2, tyder de nye målinger på, at overgangen mellem vores solsystem og rummet udenfor er mere flydende end tidligere troet. Det kan dog skyldes, at Solens aktivitet varierer, skriver forskerne.

En forklaring Anja C. Andersen er enig i:

»Dengang Voyager 1 skulle forlade Solsystemet faldt det sammen med et soludbrud. Når Solen er mere aktiv udsender den meget mere solvind, og den blæser et større hul mellem Solen og randen, og det gør randen mere koncentreret,« forklarer Anja C. Andersen.

LÆS OGSÅ: Efter 41 års rejse: NASAs Voyager 2 er nu nået til rummet mellem stjernerne

Er vi fanget i en bobbel, eller har vores solsystem en hale?

De nye målinger giver også nyt liv til diskussionen om, hvilken form udkanten på vores solsystem har.

Der eksisterer nemlig to teorier om, hvordan udformningen af heliosfæren ser ud:

1. Heliosfæren er formet som en bobbel
2. Heliosfæren har en hale, som en komet.

»Vi kredser om en Sol, der også suser gennem universet, og derfor kunne man forestille sig, at den trækker en hale efter sig. Men hvis gassen, som befinder sig rundt om, bliver trukket med i ligeså stor hastighed, vil formen på vore solsystem være som en bobbel,« siger Anja C. Andersen.

Begge teorier er svære at undersøge her fra Jorden, fordi vi kun kan følge vores bevægelser i relation til andre objekter, der også bevæger sig, forklarer hun.

LÆS OGSÅ: Se de eventyrlige billeder fra Voyager 2’s rumrejse

Teknikken har indhentet rumsonderne på deres rejse

Direkte observationer fra Voyager 1 og 2 i det interstellare rum udenfor Solsystemet kan være med til at opklare, hvilken teori om heliosfærens udformning, der er mest rigtig. Derfor arbejder forskerne også på at få rumsonderne til at sende data til Jorden i så lang tid som muligt.

»Når man tænker over det, er det allerede vildt imponerende at de stadig er i arbejde. De blev sendt op i 1977, og de er stadig i stand til at sende signaler til Jorden fra det interstellare rum. Afstande, som er meget længere, end de egentlig var designet til,« siger Anja C. Andersen.

Faktisk kunne Voyager 1 og 2 da heller ikke sende data over så lange afstande i 1977. Vi kunne i hvert fald ikke have opfanget dem dengang. Det kan vi kun, fordi teknologien her på Jorden er blevet bedre, og vi med vores teleskoper i dag er i stand til at måle signaler meget længere væk.

Voyager 1 og 2 skal fortsætte med at kigge ud i universet

At vi stadig har kontakt med Voyager 1 og 2 er ifølge Anja C. Andersen en stor gevinst. Det giver os nemlig mulighed for at lave meget bedre observationer af universet udenfor Mælkevejen.

»Selvom teknologien er blevet god og vi kan se langt med vores teleskoper, så kan vi ikke lave en observation udenfor Mælkevejen uden at kigge gennem en stor sky af gas, som gnidrer billedet. Målinger fra det interstellare rum kan afsløre, hvor meget ‘leverpostej, der er på linsen’,« siger hun.

Målinger fra Voyager 1 og 2 er derimod uafhængige observationer, som kan være med til at afkræfte eller bekræfte de iagttagelser vi gør her fra Mælkevejen og i sidste ende udvide vores forståelse af universet.

»Vi forskere er jo meget nidkære og kedsommeligt korrekte, så vi vil gerne have alting bekræftet fra alle leder og kanter. Rumsonderne giver os et ekstra blik på universet, og det håber vi, de bliver ved med nogle år endnu,« slutter hun.

LÆS OGSÅ: Utroligt: NASA vækker Voyager 1’s motorer efter 37 års dvale

LÆS OGSÅ: Rumsonden Voyager 1 optager lyd fra rummet