Pesawat ruang angkasa NASA Voyager 2 muncul bebas dari heliosphere - gelembung besar partikel bermuatan yang ditiupkan matahari sendiri - pada 5 November 2018, lebih dari enam tahun setelah kembar perintis penyelidikan, Voyager 1, melakukan hal yang sama.
Tim misi sekarang memiliki waktu untuk memeriksa keluarnya Voyager 2, yang terjadi di belahan selatan heliosphere (berbeda dengan Voyager 1, yang berangkat di belahan bumi utara). Dalam serangkaian lima makalah yang diterbitkan online hari ini (4 November) dalam jurnal Nature Astronomy, para peneliti melaporkan pengukuran yang dilakukan oleh probe saat memasuki ruang antarbintang.
Data ini penuh kejutan. Sebagai contoh, Voyager 2 melintasi heliopause - batas antara heliosphere dan ruang antarbintang - ketika penyelidikan adalah 119 unit astronomi (AU) dari matahari. (Satu AU adalah jarak rata-rata Bumi-matahari, yaitu sekitar 93 juta mil, atau 150 juta kilometer). Voyager 1 membuat persimpangan pada jarak yang hampir sama, 121,6 AU.
Konsistensi ini "sangat aneh, dalam arti bahwa satu [persimpangan Voyager 2] terjadi pada minimum matahari, ketika aktivitas matahari paling sedikit, dan yang lain terjadi pada maksimum matahari," Stamatios Krimigis, penulis utama salah satu makalah Voyager 2 baru, mengatakan selama teleconference dengan wartawan pekan lalu, mengacu pada siklus aktivitas 11 tahun matahari.
"Jika kita mengambil model kita pada nilai nominal, kita berharap akan ada, memang, perbedaan," tambah Krimigis, yang berbasis di Laboratorium Fisika Terapan Universitas Johns Hopkins di Laurel, Maryland, dan Kantor Penelitian dan Teknologi Ruang Angkasa di Akademi Athena di Yunani.
Ilmuwan proyek Voyager Ed Stone, dari Institut Teknologi California di Pasadena, juga menekankan dinamika gelembung surya. "Heliosfer itu sendiri bernafas masuk dan keluar," katanya pada konferensi jarak jauh yang sama.
Selain ekspansi dan kontraksi skala besar yang dicatat oleh Krimigis, Stone mengatakan, ada gangguan heliosfer jangka pendek yang disebabkan oleh ejeksi massa koronal, ledakan kuat yang meledakkan sejumlah besar plasma solar ke luar angkasa.
"Ini adalah interaksi yang sangat rumit yang sedang kita pelajari," kata Stone, yang memimpin salah satu studi baru dan ikut menulis satu sama lain.
Pengukuran Voyager 2 tentang medan magnet antarbintang juga menarik. Sebelum penyeberangan Voyager 1 2012, tim berharap untuk melihat perbedaan signifikan dalam arah medan magnet di luar heliosphere dibandingkan dengan yang ada di dalamnya, kata Leonard Burlaga dari Goddard Space Flight Center NASA di Maryland.
Tetapi Voyager 1 menemukan bahwa bidang antarbintang sebagian besar selaras dengan bidang heliosfer - dan begitu pula Voyager 2, yang kita pelajari hari ini. Jadi ini tampaknya menjadi fenomena nyata, bukan kebetulan kebetulan.
"Kita harus memahami mengapa medan magnet tidak berubah," Burlaga, penulis utama dari salah satu makalah Nature Astronomy yang baru dan rekan penulis yang lain, mengatakan di telecon.
Harus ada beberapa proses yang menyebabkan penyelarasan, tambahnya, dan "proses itu sama sekali tidak dipahami."
Lalu ada "kebocoran" yang diamati oleh kedua pesawat ruang angkasa. Voyager 1 mendeteksi partikel antarbintang pada dua kesempatan terpisah ketika mendekati heliopause, dan tim misi telah menghubungkan temuan itu dengan dua "tabung fluks antarbintang" yang mengganggu. Tapi pengalaman Voyager 2 justru sebaliknya: Probe mendeteksi beberapa partikel matahari untuk beberapa saat setelah meninggalkan heliosphere.
Perbedaannya mungkin ada hubungannya dengan geometri heliosfer, mengingat bahwa Voyager 1 dan Voyager 2 meninggalkan gelembung surya di tempat yang sangat berbeda. "Tapi kita tidak benar-benar tahu jawabannya," kata Krimigis.
Ada perbedaan lain yang dilaporkan oleh kedua probe juga. Sebagai contoh, Voyager 1 mengamati bahwa kecepatan angin matahari - aliran partikel bermuatan yang mengalir terus menerus dari matahari, "menggelembungkan" heliosphere - turun hampir mendekati nol mendekati heliopause. Tapi Voyager 2 mengukur kecepatan angin-matahari yang relatif tinggi hampir sampai ke persimpangan. Dan data Voyager 2 menunjukkan heliopause yang lebih halus dan lebih tipis daripada yang diamati oleh Voyager 1 (meskipun kedua pesawat ruang angkasa tampaknya melintasi batas dalam waktu kurang dari satu hari).
Perjalanan panjang mendekati akhir
Voyager 1 dan Voyager 2 diluncurkan terpisah beberapa minggu pada tahun 1977, bertugas melakukan "tur besar" yang belum pernah terjadi sebelumnya dari planet raksasa tata surya. Voyager 1 terbang dengan Jupiter dan Saturnus; Voyager 2 melakukan hal yang sama tetapi kemudian meluncur melewati Uranus dan Neptunus juga.
Setelah pertemuan Neptunus Neptunus 2, yang terjadi pada Agustus 1989, kedua pesawat ruang angkasa memasuki fase baru yang dikenal sebagai Misi Voyager Antarbintang. Mereka akan melakukan perjalanan ke tempat yang tidak dikenal, menerangi kegelapan saat mereka terbang.
Dan kegelapan itu hampir total pada saat itu; sangat sedikit yang diketahui tentang jangkauan terluar heliosphere.
"Kami tidak tahu seberapa besar gelembungnya," kata Stone. "Dan kita tentu tidak tahu bahwa pesawat ruang angkasa bisa hidup cukup lama untuk mencapai tepi gelembung dan meninggalkan gelembung dan memasuki ruang antarbintang."
(Catatan singkat di sini: Memasuki ruang antarbintang tidak sama dengan meninggalkan tata surya, karena pengaruh gravitasi matahari meluas jauh melampaui heliosfer. Memang, triliunan komet mengorbit di Awan Oort, ribuan AU dari matahari, dan mereka masih dianggap sebagai bagian dari tata surya.)
Tapi Voyagers sudah mendekati akhir. Setiap pesawat ruang angkasa ditenagai oleh tiga generator termoelektrik radioisotop (RTGs), yang mengubah listrik menjadi panas yang dihasilkan oleh peluruhan radioaktif plutonium-238. Output daya RTG menurun seiring waktu karena semakin banyak plutonium yang meluruh.
Tim misi telah mengambil langkah-langkah untuk memanfaatkan bahan bakar nuklir yang tersisa secara maksimal, mematikan pemanas dan instrumen ilmiah tertentu dari waktu ke waktu untuk menurunkan kebutuhan daya. (Voyager 2 mempertahankan lima instrumen kerja dari yang semula 10, tetapi Voyager 1 turun menjadi empat; spektrometer plasmanya gagal pada 1980.) Tetapi tidak banyak lagi pengungkit seperti itu untuk ditarik, sehingga setiap Voyager mungkin dapat mengumpulkan dan mengembalikan data. hanya sekitar lima tahun atau lebih, kata Stone.
Lima tahun itu bisa menjadi sangat produktif, berpotensi mengungkapkan karakteristik kunci dari medium antarbintang "benar" - wilayah luas di luar petak yang kusut dan rumit di dekat heliosphere, tempat gelembung surya kita memberikan pengaruh yang cukup besar.
Sebagai contoh, "ketika kita bergerak lebih jauh, akankah kita melihat medan [magnet] di luar perlahan tapi pasti memutar dan berbalik untuk bersantai ke keadaan yang tidak terganggu, yang mana yang lebih jauh?" Kata Stone. "Seberapa jauh kita bisa mendapatkan dari heliosphere dan mengukur galaksi Bima Sakti tanpa gangguan heliosphere yang mengubahnya?"
Pertanyaan penting lainnya hanya dapat dijawab dengan peluncuran misi baru. Sebagai contoh, kita masih belum tahu bentuk heliosphere, apakah itu berbentuk bulat atau memiliki ekor yang panjang seperti komet. Kedua Voyagers muncul bebas dari "kepala" heliosphere, tepi terdepan yang membajak melalui medium antarbintang di orbit panjang tata surya kita di sekitar pusat Bimasakti.
"Kami tentu ingin memiliki pesawat ruang angkasa," jika ada, kata Don Gurnett dari University of Iowa, penulis utama dari salah satu makalah Nature Astronomy baru. "Tapi, tentu saja, ekornya mungkin sangat panjang - maksudku, ratusan AU."
Voyager 1 dan Voyager 2 saat ini masing-masing sekitar 148 AU dan 122,4 AU dari Bumi, dan 160 AU dari satu sama lain. Pesawat ruang angkasa operasional paling jauh berikutnya, penyelidikan New Horizons Pluto NASA, berjarak lebih dari 46 AU dari planet kita saat ini.
Dan kita seharusnya tidak menyimpan data antarbintang dari New Horizons; bahwa pesawat ruang angkasa kemungkinan akan kehabisan daya pada saat itu sekitar 90 AU jauhnya, kata Krimigis. (Tapi New Horizons akan terus mengumpulkan data menarik tentang Sabuk Kuiper, cincin benda-benda di luar Neptunus, jauh di masa depan. Pesawat ruang angkasa telah melakukan dua flybys di wilayah tersebut - satu dari Pluto dan satu dari tubuh kecil 2014 MU69 - dan memiliki cukup bahan bakar untuk pertemuan lain jika NASA menghiasi perpanjangan misi lain, kata anggota tim New Horizons.)
0 komentar:
Posting Komentar
Catatan: Hanya anggota dari blog ini yang dapat mengirim komentar.