Voyager
Ikon Voyager

Voyager historiens første interstellare romfartøy

2005-06-02
Solsystemet vårt er fult av satellitter og romobservatorier. Det er derimot bare et som kan skryte av å være et virkelig interstellart romfartøy.

Så hva må til for å bil et interstellart romfartøy? Det holder ikke å passere Pluto...

Ta plass og bli med på en runde rundt den astronomiske grøten før vi endelig kommer til svaret. Temaet er astrofysikk, men det betyr ikke at det må være enkelt av den grunn.
Neptun sett fra Voyager
Dette bildet skulle vise seg å bli skjebnesvangert for undertegnede (NASA)
Stjerner utgjør bare en brøkdel av materien i universet. Du har kanskje lest at 75% av universet består av en mystisk "mørk energi", og 20% består av en like merkelig "mørk materie". Da er vel resten stjerner da?

Galakser er ikke bare en lokal konsentrasjon av stjerner, de utgjør bare 10% av de resterende 5% av materien i universet. Galaksene er først og fremst fyllt av støv og gass, kjent som det InterStellare Medium (ISM). ISM er rett og slett en supertynn suppe av atomer, molekyler og støv, og hindrer astronomene i å se over lange avstander. Selv om tettheten er lav, noen få partikler pr. kubikkmeter, er universet så stort at tilsammen kan de blokkere lyset fra selv de fyrrigste fyrtårn. Problemene til tross, vi kan takke ISM for at vi eksisterer. Det er nemlig ut fra lokale konsentrasjoner av det interstellare medium at stjerner fødes, og Sola er fin å ha.
Det blir likevel ikke tomt for det interstellare medium, ihvertfall ikke med det første. Stjerner stråler ikke bare fotoner, men også ladde partikler i en solvind som sakte men sikkert "fyller opp" det interstellare medium. Det er denne solvinden som er opphavet til nordlys. Solvinden skaper en "boble" av varme partikler med høy hastighet som balanserer med det kalde og trege interstellare medium. Mens noen mener at Solsystemet avgrenses av Pluto, mener andre at grensen er der solvinden kræsjer inn den omkringliggende gassen, over dobbelt så langt ute som Pluto.
Voyager 1 og 2
Voyager 1 og 2 på forskjellig vei ut av solsystemet (NASA)
Av alle romfartøyene vi har sent ut er det bare ett som er i ferd med å krysse denne grensen. Voyager 1 og 2 ble skutt opp i 1977. De hadde litt forskjellige retninger. Voyager 2 tok sikte på å passere i nærheten av Uranus og Neptun og er fortsatt det eneste romfartøyet som har besøkt de to planetene. Bilder fra passeringen av Uranus den 24. januar, 1986, ble vist på dagsrevyen og markerte tidspunktet der undertegnede bestemte seg for å bli astronom (så astrofysiker, så kosmolog). Voyager reiser "nedover" fra baneplanet i solsystemet og vil snart komme til grensen som "storebror" Voyager 1 nå har kommet til.

Etter at Voyager 1 passerte Saturn og månen Titan i november, 1980, satte den kursen "oppover" fra baneplanet. 25 år senere, og med en hastighet på mer enn 17 kilometer i sekundet, er den nå klar til å gå hvor ingen annen har gått før.

Solvinden og ISM er mye tynnere enn selv det heftigste vakumet vi klarer å skape i laboratorier her på Jorden. Likevel, solvinden kræsjer inn i ISM med en hastighet på mellom 300 og 700 kilometer per sekund, og slikt blir det "action" av.
Geometri
Skisse av passeringen (Donald Gurnett)
Donald Gurnett er leder for "Voyager PWS" ved universitetet i Iowa, og de fikk lov til å utstyre Voyager med en mikrofon. I bunnen av artikkelen finner du en link til et lydklipp fra når Voyager 1 krysset sjokkfronten og fortsatte ut mot stjernene. Lydklippet er ikke ulikt støyen du har mellom radiostasjonene med noen ekstra lyder innimellom, men å vite at lyden stammer fra noe så ufattelig langt unna er bare... ufattelig.
For å visualisere hva som skjer i løpet av lydklippet har VitNytt fått tillatelse til å gjengi to bilder. Det ene er ei skisse av Voyager, sjokkfronten og plasmaoscilleringer som forårsaker de spesielle partiene i lydklippet. Sjokkfronten foran Voyager 1 er ikke rett som en snor, men den vrir og bøyer på seg. Et magnetisk felt som passerer gjennom en lokal variasjon i sjokkfronten river løs elektroner som begynner å vagge (oscillere) og dette er fanget opp på lydklippet.
Visualisering av lydklippet
Visulalisering av lydklippet (Donald Gurnett)
I det andre bildet er det et frekvens-tid spektrogram som viser frekvensen til vaggingen som en funksjon av tiden. Det er tre store og flere mindre lag med elektroner som vagger.

Lydklippet ble tatt opp 15. desember, 2004, mellom klokken 18.00 og 21.00. For å gjøre lydklippet mer "publikumsvennlig" er det blitt komprimert ned til 6 sekunder.

(Bilder og lyd gjengitt med tillatelse fra Donald Gurnett ved universitetet i Iowa.)