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.
