U STUDENOM 2018. letjelica Voyager 2 je nakon 41-godišnjeg putovanja konačno prešla granicu koja označava prestanak utjecaja Sunca te je stupila u međuzvjezdani prostor. No, to nije bio kraj njene misije, ona i dalje šalje bazične informacije o karakteristikama prostora izvan Sunčevog sustava.

Nedavno je prema Zemlji poslala iznenađujuće podatke. Naime, kako se Voyager 2 sve više udaljavao od Sunca, rasla je gustoća svemira.

Ovo nije prvi put da je zabilježeno ovakvo povećanje gustoće. Voyager 1, koji je ušao u međuzvjezdani prostor 2012. godine, otkrio je na drugome mjestu sličnu varijaciju gustoće. Novi podaci s Voyagera stoga pokazuju dvije stvari: da očitanje Voyagera 1 nije bilo pogrešno i da je povećanje gustoće u svemiru možda značajka lokalnog međuzvjezdanog medija (VLIM).

Voyageri su izašli iz Sunčevog sustava na različitim mjestima

Granica Sunčevog sustava može se definirati na nekoliko različitih načina, a ona koju su prošle sonde Voyager poznata je kao heliopauza, odnosno rub koji se definira utjecajem solarnog vjetra, piše Science Alert.

Heliopauza je, dakle, područje u svemiru gdje se prestanak utjecaja Sunca definira tlakom, odnosno gdje je tlak Sunčevog vjetra jednak tlaku čestica međuzvjezdanog prostora. To znači da solarni vjetar na tome području više ne može nadjačati vjetrove obližnjih zvijezda i da njegov tlak više nije dovoljno jak da pogurne ili potjera vjetar iz međuzvjezdanog prostora.

Prostor unutar heliopauze naziva se heliosfera, a prostor izvan nje VLIM. Heliosfera izgleda kao razvučeni balon, sa Sunčevim sustavom na jednom kraju i repom na drugom. Prednji dio, "nos", pokazuje prema smjeru orbite Sunčevog sustava u Mliječnoj stazi.

Oba Voyagera prešla su heliopauzu na području nosa, ali na različitim mjestima.

Svemir nije prazan

Svemir se često smatra vakuumom, ali to nije istina, ne u potpunosti. Gustoća tvari je izuzetno niska, ali još uvijek postoji. Solarni vjetar unutar Sunčevog sustava ima prosječnu gustoću protona i elektrona od 3 do 10 čestica po kubnom centimetru, s time da gustoća pada kako se udaljavamo od Sunca.

Znanstvenici su izračunali da je srednja gustoća elektrona međuzvjezdanog medija u Mliječnoj stazi, znači na području između zvijezda, oko 0,037 čestica po kubnom centimetru, a da je gustoća plazme u vanjskoj heliosferi oko 0,002 elektrona po kubnom centimetru.

Kako su se sonde Voyager udaljavale od heliopauze, njihovi instrumenti su i dalje bilježili elektronsku gustoću plazme kroz njene oscilacije. Voyager 1 prešao je heliopauzu 25. kolovoza 2012. Kada je 23. listopada 2013. prvi put izmjerio oscilacije plazme nakon prelaska heliopauze, sonda je registrirala gustoću plazme od 0,055.

Voyager 2, koji je krenuo zaobilaznim putem leteći pored Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna, prešao je heliopauzu 5. studenog 2018. Izmjerio je oscilacije plazme 30. siječnja 2019. i detektirao 0,039 elektrona po kubnom centimetru; što je bilo vrlo blizu brojke koju je dobio Voyager 1.

Dakle, oba instrumenta su izvijestila o porastu gustoće. Nakon dodatnog putovanja, Voyager 1 je detektirao porast gustoće na oko 0,13 elektrona po kubnom centimetru. Slično je bilo i s drugim Voyagerom. Voyager 2 je u lipnju 2019. također uočio porast gustoće na oko 0,12 elektrona po kubnom centimetru.

Zbog čega je svemir izvan Sunčevog sustava gušći?

Logično je da se zapitamo zbog čega je svemir izvan Sunčevog sustava gušći. Jedno od objašnjenja je to da linije međuzvjezdanih magnetskih polja jačaju kako se nadvijaju nad heliopauzom, zbog čega nastaje elektromagnetska nestabilnost koja smanjuje plazmu na rubu heliopauze. Naime, Voyager 2 je uočio snažnije magnetsko polje od očekivanog kad je prešao heliopauzu.

Drugo objašnjenje jest da materijal koji dopuhuje međuzvjezdani vjetar usporava kako doseže heliopauzu, što uzrokuje svojevrsnu gužvu u prometu.

Naravno, postoje i druga objašnjenja, a daljnja putovanja sondi Voyager možda će nam pomoći da shvatimo koje od njih najbolje opisuje što se zbiva.

Istraživanje naziva Observations of a Radial Density Gradient in the Very Local Interstellar Medium by Voyager 2 objavljeno je u časopisu The Astrophysical Journal Letters.