Dalra fakadt a plazma a Voyager–1 körül

Kedden jelentette be a NASA, hogy a Voyager–1 valóban belépett a csillagközi űrnek nevezett területre még 2012-ben. De miért érdekes ez most, két évvel később, és mit is jelent valójában? Mit lépett át a 37 éves űrszonda, és miért ilyen bizonytalan ennek a megállapítása?

Mi is évek óta követjük a Voyager–1 útját a világűr egyre távolabbi pontjai felé. Megírtuk 2012-ben, hogy a szonda a csillagközi mélyűr határán jár, aztán 2013 elején azt is, hogy tudósok megkérdőjelezték a korábban felröppent hírt, hogy már át is ért oda. Néhány hónappal később már biztosnak tűnt, hogy a Voyager–1 valóban nem lépte még át a határt. Erre ősszel, új adatok alapján, a NASA mégis bejelentette, hogy már tuti: 2012. augusztus 25-én a veterán űrszonda csillagközi térbe hatolt. Mindez a bizonytalankodás abból adódik, hogy a kutatók nem tudják biztosan, hogy meddig tartanak a világűr egyes szakaszai, és arról is csak közvetett információ áll rendelkezésükre, hogy éppen milyen közegben halad a Voyager–1.

Ott vagyunk már, ott vagyunk már?

Először is, a Voyager–1 biztosan nem hagyta el a Naprendszert – és még nagyon-nagyon sokáig nem is fogja. Amit most már biztos, hogy elhagyott, az a helioszféra. Ez az az óriási buborék, amelyet a napszél, vagyis a Napból kiáramló részecskesugárzás tölt ki. A helioszférát a heliopauza zárja le, itt egyenlíti ki egymást a napszél és a csillagközi szél nyomása. Ezt átlépve jutott a Voyager–1 a csillagközi űrbe, amelyet hasonló, elektromosan töltött részecskékből álló plazma tölt ki, mint a mi Napunk helioszféráját, csak ez a plazma már más – jellemzően már elpusztult – csillagokból származik.

A napszél határát jelző heliopauza ugyanakkor hivatalosan nem esik egybe a Naprendszer határával, ugyanis itt még nem ér véget a Nap gravitációs hatása. A végső határ az Oort-felhő lesz, amely egy milliárdnyi üstökösmagot tartalmazó, csillagászati mértékkel mérve is óriási gyűrű.

„Ez nagyon finom részlet, és sokaknak nem is tűnik fel, hogy az Oort-felhő a csillagközi űrben van és egyúttal a Naprendszer részének is tekintjük. Tudtuk, hogy ezt sokan elnézhetik, ezért próbáltunk világosak lenni az interjúkban. [...] Egyik kiadott anyagunk se állítja, hogy elhagytuk a Naprendszert.”

– mondta Veronica McGregor, a NASA Sugármeghajtás-kutató Laboratóriumának (Jet Propulsion Laboratory) vezetője egy Redditen szervezett kérdezz-felelek során. Úgy becsülik, hogy a Voyager–1-nek további 200-300 évre lesz szüksége, hogy belépjen az Oort-felhőbe, és körülbelül 14-28 ezerre ahhoz, hogy elhagyja azt a másik oldalon. Egyszóval ennek megtörténtéről egy darabig még nem várható túlfűtött tudományos vita.

Először tehát 2012-ben merült fel, hogy a szonda átlépett a csillagközi űrbe. Ekkor a kutatók az erre a területre jellemzőnek tartott, nagy energiájú részecskék növekedését mérték az űrszonda környékén, miközben nagy esést tapasztaltak a Napra jellemző, alacsony energiájú részecskék arányában. Ugyanakkor az átlépés harmadik feltételének tartott változás a mágneses mező irányában nem következett be. (A heliopauza egy új modellje azóta el is vetette ezt a harmadik kritériumot.)

A közvetett bizonyítékot végül egy koronakidobódásnak (CME) nevezett, nagy erejű napkitörés szolgáltatta. Ez 2012 márciusában történt, és az általa gerjesztett  lökőhullám nagyjából egy évvel később, 2013 áprilisában érte el a Voyager–1-et, és az őt körülvevő részecskék erőteljes vibrálását eredményezte. Ennek segítségével sikerült a tudósoknak megmérni az űrszonda körüli plazma sűrűségét, mivel a sűrűbb plazma gyorsabban rezeg. Az eredmények negyvenszer sűrűbb plazmát mutattak, mint ami a helioszféra szélére jellemző. Ezután a felfedezés után a kutatócsapat elővett egy korábbi CME-t, amely még 2012-ben érte el a Voyager–1-et, de mivel jóval kisebb volt, akkoriban észre sem vették. Ez a két mérés együttesen vezetett a tavaly szeptemberi nagy bejelentéshez, amelyet a mostani, harmadik CME-észlelés erősített meg végleg.

„Alaphelyzetben a csillagközi űr olyan, mint egy csendes tó. De amikor a Napunk kitör [...], az űrhajó körüli plazma dalra fakad. [...] A cunamihullám harangként kongatja meg a plazmát.”

– mondta el Ed Stone, aki a California Institute of Technology professzora, és 1972 óta dolgozik a Voyager-küldetésben.

Vulkán, jég, csoportkép

A heliopauzát maga mögött hagyva, a Voyager–1 lett az első, ember által készített jármű – tulajdonképpen az első, ember által készített bármi –, amely eljutott a csillagközi űrbe. Emellett azonban sok más, szintén izgalmas felfedezést is köszönhetünk neki működése 37 éve alatt. Amikor 1977-ben fellőtték, elsődleges küldetése a Jupiter és a Szaturnusz vizsgálata volt, ahogy arról a 35. évfordulón már mi is megemékeztünk.

Az űrszonda rengeteg fontos képet készített a két bolygóról és holdjaikról. 1979-ben érte el a Jupitert, ahol az egyik legnagyobb felfedezése az volt, hogy a Földet leszámítva a Naprendszerben először észlelt aktív vulkanikus folyamatokat az Ió nevű holdon. Emellett például az Európé nevű hold jeges felszíne alatt rejtőző óceánt is megismertette a világgal. A Szaturnusszal 1980-ban találkozott, ahol a bolygó gyűrűi után a Titán holdat is közelről tanulmányozta, majd a bolygóktól elszakadva folytatta útját a Naprendszer távolabbi pontjai felé.

A Voyager–1 készítette az első csoportképet is a Naprendszer bolygóiról 1990. február 14-én. Nem sokkal ezután ki is kapcsolták a kameráit, hogy spóroljanak az energiával, és minél tovább végezhessenek olyan méréseket, amelyek most a csillagközi átlépés észleléséhez is vezettek. 1998. február 17-én a Voyager–1 maga mögött hagyta a Pioneer–10 nevű űrszondát, ezzel átvette a Földtől legtávolabbi űrszonda címét. Jelenlegi távolsága valós időben követhető a NASA erre fenntartott oldalán, a cikk írásakor 19 096 681 686 kilométerre volt a Földtől. A Naphoz viszonyított sebessége másodpercenként 17 kilométer, vagyis óránként nagyjából 61 ezer kilométert tesz meg.

Béke Mozarttal

A folyamatos adatgyűjtés mellett arról is gondoskodtak a NASA-nál, hogy adjon is valamit a Voyager–1, ha egyszer netán idegen civilizációk kezébe kerülne. A rakterében hordoz egy aranybevonatú rézlemezt, amelyre különféle kép- és hanganyagok kerültek. A lemezhez lejátszót és használati utasítást is mellékeltek. Maga az összeállított anyag pedig a Földet ismertető felvételek, hangok, zenék (Mozarttól Chuck Berryig) és tudományos információ mellett a Földlakók üdvözletét is tartalmazza 55 nyelven, köztük magyarul is. Az itt bárki által meghallgatható üzenetek az akkádtól a Wu kínai nyelvjárásig elég színes skálán mozognak. A tömör egyszavasoktól – mint a héber „Béke.” – a hosszabb mondatokig minden megtalálható.

„Üdvözletet küldünk magyar nyelven minden békét szerető lénynek a Világegyetemen”

– üzenjük például mi magyarok, kedves női hangunkon, az univerzum egyetemistáinak.

A Voyager–1 egyébként – számozása ellenére – kistestvére a Voyager–2-nek. Utóbbit 1977. augusztus 20-án lőtték fel, ezt követte a Voyager–1 szeptember 5-én, de ez rövidebb úton haladt, ezért már a Jupitert is előbb érte el. A Szaturnusz után vált el az útjuk: innentől ő a csillagközi űr felé vette az irányt, míg a Voyager–2 folytatta a Külső Naprendszer bolygóinak felfedezését. 1986-ban érte el az Uránuszt, majd 1989-ben a Neptunuszt, és máig az egyetlen űrszonda, amely eljutott e két gázóriásig. Az eredeti küldetése befejezése óta a Voyager–2 is a helioszféra széle felé tart, a sebessége a Naphoz viszonyítva 15 kilométer per másodperc, és jelenleg nagyjából 15,6 milliárd kilométerre jutott a Földtől.

A Voyager–1-en a kutatók fokozatosan kapcsolják le a műszereket, hogy minél jobban kitolhassák a plutónium által biztosított energiaellátást. Jelen állás szerint 2020 körül megszűnik majd a kapcsolatuk az űrszondával, amelynek az üzemanyaga körülbelül 2025-ig tarthat ki, de ha nem ütközik semmivel, akkor először 40 ezer év múlva kerülhet a Gliese 445 nevű csillag közelébe, de akár végtelen ideig is bolyonghat a Tejútrendszerben.