Solar Sistem

Solar Sistem, dalam Perspektif

Konsep ini telah menempatkan jarak tata surya dalam perspektif. Dalam skala bar satuan astronomi, dengan masing-masing jarak melampaui 1 AU mewakili 10 kali jarak sebelumnya. Satu AU adalah jarak dari matahari ke bumi, yaitu sekitar 93 juta mil atau 150 juta kilometer. Neptunus, planet paling jauh dari matahari, adalah sekitar 30 AU.

Secara informal, istilah "tata surya" sering digunakan untuk berarti ruang untuk planet terakhir. Konsensus ilmiah, bagaimanapun, mengatakan sistem tata surya keluar untuk Oort Cloud, sumber komet yang mampir matahari kita pada skala waktu yang lama. Di luar tepi luar Oort Cloud, gravitasi bintang lainnya mulai mendominasi dari matahari.

Tepi bagian dalam dari bagian utama dari Awan Oort bisa sedekat 1.000 AU dari matahari kita. The luar tepi diperkirakan sekitar 100.000 AU.

NASA Voyager 1, pesawat ruang angkasa yang paling jauh umat manusia, sekitar 125 AU. Para ilmuwan percaya itu memasuki ruang antarbintang, atau ruang antara bintang-bintang, pada 25 Agustus 2012.Sebagian besar ruang antar bintang sebenarnya dalam tata surya kita. Ini akan memakan waktu sekitar 300 tahun untuk Voyager 1 mencapai tepi bagian dalam dari Awan Oort dan mungkin sekitar 30.000 tahun untuk terbang di luar itu.

Alpha Centauri saat ini bintang terdekat dengan tata surya kita. Tapi, dalam 40.000 tahun, Voyager 1 akan lebih dekat dengan bintang AC 79 3888 daripada matahari kita sendiri. AC 79 3888 sebenarnya bepergian lebih cepat ke arah Voyager 1 dari pesawat ruang angkasa bepergian ke arah itu.

Voyager pesawat ruang angkasa dibangun dan terus dioperasikan oleh NASA Jet Propulsion Laboratory, di Pasadena, California Caltech mengelola JPL untuk NASA. Misi Voyager adalah bagian dari NASA Heliophysics Sistem Observatory, yang disponsori oleh Divisi Heliophysics dari Direktorat Misi Sains di Markas NASA di Washington.

Apakah dan ketika NASA Voyager 1 pesawat ruang angkasa, benda paling jauh umat manusia, menerobos ke ruang antar bintang, ruang antara bintang-bintang, telah menjadi isu menarik. Untuk tahun lalu, klaim telah muncul setiap beberapa bulan yang Voyager 1 telah "meninggalkan tata surya kita." Mengapa tim Voyager menahan dari mengatakan pesawat itu mencapai ruang antar bintang sampai sekarang?

 "Kami telah berhati-hati karena kita sedang berhadapan dengan salah satu tonggak paling penting dalam sejarah eksplorasi," kata Voyager Project Scientist Ed Stone dari California Institute of Technology di Pasadena "Hanya sekarang kita memiliki data - dan analisis - yang kami butuhkan ".

Pada dasarnya, tim membutuhkan lebih banyak data pada plasma, yang merupakan gas teroganisasi, terpadat dan paling lambat bergerak partikel bermuatan dalam ruang. (Cahaya neon dalam tanda etalase adalah contoh dari plasma.) Plasma adalah penanda yang paling penting yang membedakan apakah Voyager 1 berada di dalam gelembung surya, yang dikenal sebagai heliosphere, yang digelembungkan oleh plasma yang mengalir keluar dari matahari kita, atau dalam ruang antar bintang dan dikelilingi oleh bahan dikeluarkan oleh ledakan bintang raksasa di dekatnya jutaan tahun yang lalu.Menambah tantangan: mereka tidak tahu bagaimana mereka akan bisa mendeteksi itu.

"Kami mencari tanda-tanda diprediksi oleh model yang menggunakan data terbaik yang tersedia, tetapi sampai sekarang kami tidak punya pengukuran plasma dari Voyager 1," kata Stone.

Perdebatan ilmiah dapat mengambil tahun, bahkan puluhan tahun untuk menyelesaikan, terutama ketika lebih banyak data yang dibutuhkan. Butuh waktu puluhan tahun, misalnya, bagi para ilmuwan untuk memahami ide lempeng tektonik, teori yang menjelaskan bentuk benua bumi dan struktur lantai lautnya. Pertama kali diperkenalkan pada 1910-an, pergeseran benua dan ide-ide terkait yang kontroversial selama bertahun-tahun. Sebuah teori yang matang dari lempeng tektonik tidak muncul sampai tahun 1950-an dan 1960-an.Hanya setelah para ilmuwan mengumpulkan data yang menunjukkan bahwa lantai laut perlahan-lahan menyebar dari pegunungan di tengah laut yang mereka akhirnya mulai menerima teori. Kebanyakan ahli geofisika aktif diterima lempeng tektonik oleh akhir 1960-an, meskipun beberapa tidak pernah melakukannya.

Voyager 1 sedang menjajaki tempat yang lebih asing dari lantai laut Bumi kita - tempat lebih dari 11 miliar mil (17 miliar kilometer) jauhnya dari matahari kita. Telah mengirim kembali data yang tak terduga sehingga tim sains telah bergulat dengan pertanyaan tentang bagaimana untuk menjelaskan semua informasi. Tak satu pun dari beberapa model tim Voyager menggunakan sebagai cetak biru telah menyumbang pengamatan tentang transisi antara heliosphere dan medium antarbintang secara rinci. Tim ini telah dikenal mungkin waktu berbulan-bulan, atau lebih lama, untuk memahami data penuh dan menarik kesimpulan mereka.

"Tidak ada yang pernah ke ruang antar bintang sebelumnya, dan itu seperti bepergian dengan buku panduan yang tidak lengkap," kata Stone. "Namun, ketidakpastian adalah bagian dari eksplorasi. Kami tidak akan pergi menjelajahi jika kita tahu persis apa yang akan kita temukan."

Dua pesawat ruang angkasa Voyager yang diluncurkan pada tahun 1977 dan, di antara mereka, telah mengunjungi Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus pada tahun 1989. Voyager 1 instrumen plasma, yang mengukur kepadatan, suhu dan kecepatan plasma, berhenti bekerja pada tahun 1980, tepat setelah terbang lintas planet terakhir. Ketika Voyager 1 mendeteksi tekanan dari ruang antar bintang pada heliosphere kami di tahun 2004, tim sains tidak memiliki instrumen yang akan memberikan pengukuran yang paling langsung dari plasma. Sebaliknya, mereka fokus pada arah medan magnet sebagai proxy untuk sumber plasma. Sejak plasma surya membawa garis medan magnet yang berasal dari matahari dan plasma antarbintang membawa garis medan magnet antar bintang, arah dari medan magnet matahari dan antar diharapkan berbeda.

Kebanyakan model mengatakan tim sains Voyager untuk mengharapkan perubahan mendadak dalam arah medan magnet sebagai Voyager beralih dari garis-garis medan magnet matahari dalam gelembung surya kita dengan yang ada di ruang antar bintang. Model juga mengatakan untuk mengharapkan tingkat partikel bermuatan yang berasal dari dalam heliosphere untuk menjatuhkan dan tingkat sinar kosmik galaksi, yang berasal dari luar heliosphere, untuk melompat.

Pada bulan Mei 2012, jumlah sinar kosmik galaksi membuat lompatan signifikan pertama, sementara beberapa bagian dalam partikel yang terbuat dip signifikan pertama mereka. Laju perubahan dipercepat secara dramatis pada tanggal 28 Juli 2012. Setelah lima hari, intensitas kembali ke apa yang mereka telah. Ini adalah rasa pertama wilayah baru, dan pada saat itu para ilmuwan berpikir Voyager pesawat ruang angkasa mungkin sebentar menyentuh tepi ruang antar bintang.

Pada 25 Agustus, ketika, seperti yang kita ketahui, Voyager 1 memasuki wilayah baru ini untuk selamanya, semua partikel-energi yang lebih rendah dari dalam zip pergi. Beberapa di dalam partikel menurun lebih dari satu faktor 1.000 dibandingkan tahun 2004. Tingkat sinar kosmik galaksi melompat ke tertinggi dari seluruh misi. Ini akan menjadi perubahan yang diharapkan jika Voyager 1 telah menyeberangi heliopause, yang merupakan batas antara heliosphere dan ruang antar bintang. Namun, analisis selanjutnya dari data medan magnet mengungkapkan bahwa meskipun kekuatan medan magnet melonjak 60 persen pada batas, arah berubah kurang dari 2 derajat. Hal ini menunjukkan bahwa Voyager 1 tidak meninggalkan medan magnet matahari dan hanya memasuki wilayah baru, masih di dalam gelembung surya kita, yang telah habis dari dalam partikel.

Kemudian, pada April 2013, para ilmuwan mendapat sepotong teka-teki secara kebetulan. Selama delapan tahun pertama menjelajahi heliosheath, yang merupakan lapisan luar dari heliosfer, instrumen gelombang plasma Voyager telah mendengar apa-apa. Tapi tim sains gelombang plasma, yang dipimpin oleh Don Gurnett dan Bill Kurth di University of Iowa, Iowa City, telah mengamati semburan gelombang radio pada tahun 1983 menjadi 1984 dan lagi pada tahun 1992 sampai 1993. Mereka menyimpulkan semburan ini diproduksi oleh plasma antar bintang ketika ledakan besar bahan surya akan membajak ke dalamnya dan menyebabkannya untuk berosilasi. Butuh waktu sekitar 400 hari untuk ledakan surya tersebut untuk mencapai ruang antarbintang, yang menyebabkan jarak diperkirakan 117-177 AU (117-177 kali jarak dari matahari ke bumi) untuk heliopause. Mereka tahu, meskipun, bahwa mereka akan dapat mengamati osilasi plasma secara langsung setelah Voyager 1 dikelilingi oleh plasma antarbintang.

Kemudian pada tanggal 9 April 2013, hal itu terjadi: instrumen gelombang plasma Voyager 1 yang mengambil osilasi plasma lokal. Para ilmuwan berpikir bahwa mereka mungkin berasal dari ledakan aktivitas matahari dari tahun sebelumnya, ledakan yang telah menjadi dikenal sebagai Hari St Patrick Solar Storms. Osilasi meningkat di lapangan sampai Mei 22 dan menunjukkan bahwa Voyager bergerak ke wilayah yang semakin padat plasma. Plasma ini memiliki tanda tangan dari plasma antarbintang, dengan kepadatan lebih dari 40 kali yang diamati oleh Voyager 2 di heliosheath.

Gurnett dan Kurth mulai akan melalui data terbaru dan menemukan redup,-frekuensi yang lebih rendah set osilasi dari 23 Oktober-27 November Desember 2012. Ketika mereka ekstrapolasi kembali, mereka menyimpulkan bahwa Voyager pertama kali ditemui plasma antarbintang padat ini pada bulan Agustus 2012, sesuai dengan batas-batas tajam dalam partikel dan medan magnet data dibebankan pada 25 Agustus.

Stone menyebut tiga pertemuan tim Voyager. Mereka harus memutuskan bagaimana untuk menentukan batas antara gelembung surya kita dan ruang antarbintang dan bagaimana menafsirkan semua data Voyager 1 telah mengirimkan kembali. Ada kesepakatan umum Voyager 1 telah melihat plasma antarbintang, berdasarkan hasil dari Gurnett dan Kurth, tapi matahari masih memiliki pengaruh. Salah satu tanda bertahan dari pengaruh matahari, misalnya, adalah deteksi partikel luar memukul Voyager dari beberapa arah lebih dari yang lain. Dalam ruang antarbintang, partikel-partikel ini akan diharapkan untuk memukul Voyager seragam dari segala arah.

"Sekarang kita memiliki pengukuran yang sebenarnya dari lingkungan plasma - dengan cara ledakan yang tak terduga dari matahari - kami harus kembali mengapa masih ada pengaruh matahari pada medan magnet dan plasma dalam ruang antar bintang," kata Stone.

"Jalan menuju ruang antar bintang telah jauh lebih rumit daripada yang kita bayangkan."

Batu didiskusikan dengan kelompok ilmu Voyager apakah mereka berpikir Voyager 1 telah menyeberangi heliopause. Apa yang harus mereka sebut wilayah itu Voyager 1 adalah?

"Pada akhirnya, ada kesepakatan umum bahwa Voyager 1 memang luar di ruang antar bintang," kata Stone."Tapi lokasi yang dilengkapi dengan beberapa penolakan - kita berada dalam, wilayah transisi campuran ruang antar bintang Kami tidak tahu kapan kita akan mencapai ruang antar bintang bebas dari pengaruh gelembung surya kita.."

Jadi, tim akan mengatakan Voyager 1 telah meninggalkan tata surya? Tidak persis - dan itu bagian dari kebingungan. Sejak 1960-an, kebanyakan ilmuwan telah mendefinisikan tata surya kita sebagai pergi ke Awan Oort, di mana komet yang mampir matahari kita pada rentang waktu yang panjang berasal. Daerah itu adalah di mana gravitasi dari bintang-bintang lainnya mulai mendominasi dari matahari. Ini akan memakan waktu sekitar 300 tahun untuk Voyager 1 mencapai tepi bagian dalam dari Awan Oort dan mungkin sekitar 30.000 tahun untuk terbang di luar itu. Secara informal, tentu saja, "tata surya" biasanya berarti lingkungan planet di sekitar matahari kita. Karena ambiguitas ini, tim Voyager akhir-akhir ini disukai berbicara tentang ruang antarbintang, yang secara khusus ruang antara wilayah masing-masing bintang itu pengaruh plasma.

"Apa yang bisa kami katakan adalah Voyager 1 bermandikan materi dari bintang lain," kata Stone. "Apa yang kita tidak bisa mengatakan apa penemuan yang tepat menunggu lanjutan perjalanan Voyager. Tidak ada yang bisa memprediksi semua rincian yang Voyager 1 telah melihat. Jadi kita mengharapkan lebih banyak kejutan."

Voyager 1, yang bekerja sama dengan power supply yang terbatas, memiliki daya listrik yang cukup untuk tetap beroperasi ladang dan partikel instrumen ilmu pengetahuan melalui setidaknya tahun 2020, yang akan menandai 43 tahun operasi terus-menerus. Pada saat itu, manajer misi akan harus mulai mematikan instrumen ini satu per satu untuk menghemat daya, dengan yang terakhir mematikan sekitar tahun 2025.

Voyager 1 akan terus mengirim data teknik selama beberapa tahun setelah instrumen ilmu terakhir dimatikan, tapi setelah itu akan berlayar pada sebagai duta diam. Pada sekitar 40.000 tahun, itu akan lebih dekat dengan bintang AC 79 3888 dari matahari kita sendiri. (AC 79 3888 sedang menuju kita lebih cepat daripada kita bepergian ke arah itu, jadi sementara Alpha Centauri adalah bintang terdekat berikutnya sekarang, itu tidak akan berada di 40.000 tahun.) Dan untuk sisa waktu, Voyager 1 akan terus mengorbit sekitar jantung galaksi Bima Sakti, dengan matahari kita tapi titik kecil cahaya di antara banyak.

Voyager pesawat ruang angkasa dibangun dan terus dioperasikan oleh NASA Jet Propulsion Laboratory, di Pasadena, California Caltech mengelola JPL untuk NASA. Misi Voyager adalah bagian dari NASA Heliophysics Sistem Observatory, yang disponsori oleh Divisi Heliophysics dari Direktorat Misi Sains di Markas NASA di Washington.

Pindah ke Ruang antar bintang

Konsep ini artis menunjukkan lapisan luar gelembung kita solar, atau heliosphere, dan ruang antar bintang di dekatnya. NASA Voyager 1 saat ini sedang menjajaki daerah ruang antar bintang, yang merupakan ruang antara bintang th pada masih terasa partikel bermuatan dan medan magnet pengaruh dari heliosfer. Garis-garis medan magnet (busur kuning) tampaknya terletak pada arah umum yang sama seperti garis-garis medan magnet yang berasal dari matahari kita.

Pada lapisan luar dari gelembung surya  berlabel sini "lambat-down wilayah" dan "stagnasi wilayah" - garis-garis medan magnet yang dihasilkan oleh matahari kita menumpuk dan intensifikasi. Titik-titik hijau adalah partikel rendah energi bermuatan yang dipercepat dalam lapisan luar bergolak heliosphere itu.

Heliosheath, atau lapisan luar dari gelembung surya kita, dimulai pada shock terminasi, di mana angin dari plasma yang mengalir dari matahari tiba-tiba melambat dari kecepatan supersonik dan menjadi bergolak. Di wilayah lambat-down, angin surya melambat dan berhenti bergerak ke luar di wilayah stagnasi.

Sebelumnya, para ilmuwan berpikir ada lapisan dalam gelembung surya kita yang disebut penipisan daerah, di mana partikel-partikel bermuatan energi rendah ini dari heliosheath menghilang. Dengan data baru, para ilmuwan sekarang tahu bahwa daerah penipisan sebenarnya awal ruang antar bintang.

Voyager 1 Memasuki Ruang antar bintang

Konsep ini menggambarkan NASA Voyager 1 pesawat ruang angkasa memasuki ruang antar bintang, atau ruang antara bintang-bintang. Ruang antar didominasi oleh plasma, atau gas terionisasi, yang dikeluarkan oleh kematian sekitar bintang raksasa jutaan tahun yang lalu. Lingkungan di dalam gelembung surya kita didominasi oleh plasma habis oleh matahari kita, yang dikenal sebagai angin surya.

Antar bintang plasma ditunjukkan dengan jeruk cahaya mirip dengan warna yang terlihat pada gambar terlihat-cahaya dari Hubble Space Telescope NASA yang menunjukkan bintang di nebula Orion perjalanan melalui ruang antar bintang.