Kredit gambar: NASA
Pesawat ruang angkasa Voyager 1 milik NASA hampir mencapai batas terluar tata surya ke wilayah ruang angkasa, yang disebut heliosheath, tempat angin matahari berhembus melawan gas antarbintang. Ini adalah pertama kalinya para ilmuwan mengumpulkan data tentang area yang jauh dari tata surya ini. Diluncurkan pada 5 September 1977, Voyager 1 sekarang berjarak 13 miliar km dari Matahari.
Pesawat ruang angkasa NASA Voyager 1 akan membuat sejarah lagi sebagai pesawat ruang angkasa pertama yang memasuki perbatasan final tata surya, sebuah bentangan luas di mana angin dari Matahari berhembus panas melawan gas tipis di antara bintang-bintang: ruang antarbintang. Namun, sebelum mencapai wilayah ini, Voyager 1 harus melewati goncangan pemutusan, zona kekerasan yang merupakan sumber sinar partikel energi tinggi.
Perjalanan Voyager melalui zona bergejolak ini akan memberi para ilmuwan pengukuran langsung pertama mereka tentang batas akhir tata surya kita yang belum dijelajahi, yang disebut heliosheath, dan para ilmuwan berdebat jika bagian ini sudah dimulai. Dua makalah tentang penelitian ini diterbitkan di Nature pada 5 November 2003. Makalah pertama, oleh Dr. Stamatios M. Krimigis dari Laboratorium Fisika Terapan Universitas Johns Hopkins, Laurel, Md., Dan timnya, memberikan bukti yang mendukung klaim tersebut bahwa Voyager 1 melewati goncangan pemutusan hubungan kerja. Makalah kedua, oleh Dr. Frank B. McDonald dari University of Maryland, College Park, dan timnya, memberikan bukti terhadap klaim ini. Makalah ketiga, diterbitkan 30 Oktober 2003 di Geophysical Research Letters oleh Dr. Leonard F. Burlaga dari NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md., Dan kolaborator, memberikan bukti bahwa Voyager 1 tidak melampaui goncangan pemutusan hubungan kerja. (Lihat Gambar 2a untuk ilustrasi sengatan penghentian dan heliosheath).
“Pengamatan Voyager 1 menunjukkan kita telah memasuki bagian baru dari tata surya. Terlepas dari apakah kita melewati kejutan penghentian atau tidak, tim-tim sangat senang karena ini belum pernah terlihat sebelumnya - pengamatannya berbeda di sini daripada di tata surya bagian dalam, ”kata Dr. Eric Christian, ilmuwan Disiplin untuk penelitian Sun Earth Connection. program di Markas Besar NASA, Washington, DC.
"Voyager 1 telah melihat tanda-tanda yang mencolok dari wilayah itu jauh di ruang angkasa di mana gelombang kejut raksasa terbentuk ketika angin dari Matahari tiba-tiba melambat dan menekan ke luar melawan angin antarbintang. Pengamatan mengejutkan dan membingungkan kami, sehingga ada banyak yang bisa ditemukan ketika Voyager mulai menjelajahi wilayah baru ini di tepi luar tata surya, ”kata Dr. Edward Stone, Ilmuwan Proyek Voyager, Institut Teknologi California, Pasadena, California.
Berjarak lebih dari delapan miliar mil (13 miliar km) dari Matahari, Voyager 1 adalah objek paling jauh yang dibangun oleh umat manusia. Diluncurkan pada 5 September 1977, ia menjelajahi planet-planet raksasa Jupiter dan Saturnus sebelum dilempar ke luar angkasa oleh gravitasi Saturnus. Sekarang mendekati, dan mungkin sementara memasuki, wilayah di luar kejutan pemutusan hubungan kerja.
Sengatan pemutusan adalah tempat angin matahari, aliran tipis gas bermuatan listrik yang terus-menerus ditiupkan dari Matahari, diperlambat oleh tekanan dari gas antara bintang-bintang. Pada kejutan terminasi, angin matahari melambat tiba-tiba dari kecepatan rata-rata 300 - 700 km per detik (700.000 - 1.500.000 mph). (Lihat Film 4 untuk melihat bagaimana ini memanaskan angin matahari di heliosheath).
Lokasi pasti dari guncangan penghentian tidak diketahui, dan awalnya dianggap lebih dekat ke Matahari daripada Voyager 1 saat ini. Ketika Voyager 1 melaju semakin jauh dari Matahari, itu mengkonfirmasi bahwa semua planet berada di dalam gelembung besar yang ditiup oleh angin matahari, dan guncangan pemutusan jauh lebih jauh (Animasi 1).
Memperkirakan lokasi guncangan penghentian sulit karena kita tidak tahu kondisi yang tepat di ruang antarbintang, dan bahkan apa yang kita tahu, kecepatan dan tekanan angin matahari, perubahan yang menyebabkan guncangan penghentian untuk memperluas, berkontraksi, dan riak. Anda dapat melihat efek yang sama setiap kali Anda mencuci piring (Film 3). Jika Anda meletakkan piring di bawah aliran air, Anda melihat air menyebar di atas piring dalam aliran yang relatif lancar. Aliran air memiliki tepi yang kasar di mana air melambat secara tiba-tiba dan menumpuk. Tepinya seperti kejutan terminasi, dan ketika aliran air berubah, bentuk dan ukuran tepi kasar berubah.
Dari sekitar 1 Agustus 2002 hingga 5 Februari 2003, para ilmuwan memperhatikan pembacaan yang tidak biasa dari dua instrumen partikel energik di Voyager 1, menunjukkan bahwa ia telah memasuki wilayah tata surya tidak seperti yang pernah ditemui sebelumnya. Ini membuat beberapa orang mengklaim bahwa Voyager mungkin telah memasuki fitur sementara dari guncangan pemutusan hubungan kerja. Sama seperti gundukan kecil dan "jari" muncul dan menghilang di tepi kasar aliran air di atas piring, Voyager mungkin telah memasukkan "jari" sementara di tepi guncangan pemutusan hubungan kerja.
Kontroversi itu akan diselesaikan dengan mudah jika Voyager masih dapat mengukur kecepatan angin matahari, karena angin matahari melambat secara tiba-tiba pada kejutan penghentian. Namun, instrumen yang mengukur kecepatan angin matahari tidak lagi berfungsi pada pesawat ruang angkasa yang mulia, sehingga para ilmuwan harus menggunakan data dari instrumen yang masih berfungsi untuk menyimpulkan jika Voyager menembus guncangan penghentian.
Bukti untuk mengatasi kejutan termasuk pengamatan Voyager bahwa partikel bermuatan listrik berkecepatan tinggi (elektron dan ion) meningkat lebih dari 100 kali selama periode 1 Agustus 2002 hingga 5 Februari 2003. Ini akan diharapkan jika Voyager melewati goncangan pemutusan, karena goncangan secara alami mempercepat partikel bermuatan listrik yang memantul bolak-balik seperti bola ping pong antara angin kencang dan lambat di sisi berlawanan dari guncangan.
Kedua, partikel-partikel itu mengalir keluar, melewati Voyager dan menjauh dari Matahari. Ini akan diharapkan jika Voyager telah melewati goncangan pemutusan, karena wilayah percepatan dalam guncangan pemutusan sekarang akan berada di belakang pesawat ruang angkasa. Ketiga, ukuran tidak langsung dari kecepatan angin matahari menunjukkan angin matahari lambat selama periode ini, seperti yang diharapkan jika Voyager berada di luar kejutan.
“Kami telah menggunakan teknik tidak langsung untuk menunjukkan bahwa angin matahari melambat dari sekitar 700.000 mph menjadi kurang dari 100.000 mph. Teknik yang sama ini digunakan oleh kami sebelumnya, ketika instrumen yang mengukur kecepatan angin matahari masih bekerja, dan kesepakatan antara dua pengukuran lebih baik dari 20% dalam banyak kasus, “kata Krimigis.
Bukti yang menentang masuk ke dalam goncangan termasuk pengamatan bahwa sementara ada peningkatan dramatis dalam partikel berkecepatan rendah, mereka tidak terlihat pada kecepatan yang agak lebih tinggi yang diyakini para ilmuwan bahwa guncangan penghentian dihasilkan.
Namun, bukti terkuat terhadap entri adalah pengamatan Voyager bahwa medan magnet tidak meningkat selama periode ini. Menurut model teoritis, ini harus terjadi setiap kali angin matahari melambat. Bayangkan sebuah jalan raya dengan lalu lintas sedang. Jika sesuatu membuat pengemudi melambat, katakan genangan air, mobil menumpuk - kepadatannya meningkat. Dengan cara yang sama, kepadatan (intensitas) dari medan magnet yang dibawa oleh angin matahari akan meningkat jika angin matahari melambat.
“Analisis pengamatan medan magnet Voyager 1 pada akhir 2002 menunjukkan bahwa itu tidak memasuki wilayah baru heliosphere yang jauh dengan telah melewati guncangan pemutusan. Sebaliknya, data medan magnet memiliki karakteristik yang diharapkan berdasarkan pengamatan bertahun-tahun sebelumnya, meskipun intensitas partikel energetik yang diamati luar biasa tinggi, ”kata Burlaga.
Tim sepakat bahwa Voyager 1 telah melihat fenomena baru: periode enam bulan ketika partikel berenergi rendah sangat berlimpah dan mengalir menjauh dari Matahari. Ketika periode yang tidak biasa berakhir, keduanya sepakat bahwa Voyager 1 kembali ke angin matahari, jadi jika ini adalah bagian sementara di luar guncangan pemutusan, goncangan akan terlihat lagi, mungkin dalam beberapa tahun mendatang. Akhirnya, pengamatan menunjukkan bahwa kejutan penghentian jauh lebih rumit daripada yang diperkirakan siapa pun.
Untuk misi asli mereka ke Jupiter dan Saturnus, Voyager 1 dan saudari pesawat ruang angkasa Voyager 2 ditakdirkan untuk wilayah ruang di mana panel surya tidak akan layak, sehingga masing-masing dilengkapi dengan tiga generator termoelektrik radioisotop untuk menghasilkan tenaga listrik untuk sistem dan instrumen pesawat ruang angkasa. Masih beroperasi dalam kondisi terpencil, dingin dan gelap 26 tahun kemudian, Voyager berutang umur panjang kepada generator yang disediakan Departemen Energi ini, yang menghasilkan listrik dari panas yang dihasilkan oleh peluruhan alami plutonium dioksida.
Voyagers dibangun oleh Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA di Pasadena, California, yang terus mengoperasikan kedua pesawat ruang angkasa 26 tahun setelah peluncuran mereka. Pesawat ruang angkasa dikendalikan dan data mereka dikembalikan melalui Deep Space Network (DSN) NASA, sistem pelacakan pesawat ruang angkasa global yang juga dioperasikan oleh JPL. Manajer Proyek Voyager adalah Ed Massey dari JPL. The Voyager Project Scientist adalah Dr. Edward Stone dari California Institute of Technology.
Sumber Asli: Rilis Berita NASA
