Kredit gambar: NASA
Kapal angkasa Voyager 1 NASA hampir mencapai batas luar sistem suria ke kawasan angkasa, yang disebut heliosheath, di mana angin suria bertiup terhadap gas antar bintang. Ini adalah kali pertama para saintis mengumpulkan data mengenai kawasan sistem suria yang jauh ini. Dilancarkan pada 5 September 1977, Voyager 1 kini berjarak 13 bilion km dari Matahari.
Kapal angkasa Voyager 1 NASA akan melakar sejarah lagi sebagai kapal angkasa pertama yang memasuki perbatasan akhir sistem suria, hamparan luas di mana angin dari Matahari bertiup panas terhadap gas nipis di antara bintang-bintang: ruang antara bintang. Namun, sebelum sampai ke wilayah ini, Voyager 1 mesti melalui kejutan penamatan, zon ganas yang merupakan sumber pancaran zarah bertenaga tinggi.
Perjalanan Voyager melalui zon bergelora ini akan memberi para saintis pengukuran langsung pertama mereka mengenai perbatasan akhir sistem suria kita yang belum diterokai, yang disebut heliosheath, dan para saintis berdebat jika petikan ini telah dimulakan. Dua makalah mengenai penyelidikan ini diterbitkan di Nature pada 5 November 2003. Makalah pertama, oleh Dr. Stamatios M. Krimigis dari Makmal Fizik Gunaan Universiti Johns Hopkins, Laurel, Md., Dan pasukannya, memberikan bukti yang menyokong tuntutan tersebut. bahawa Voyager 1 melepasi kejutan penamatan. Makalah kedua, oleh Dr. Frank B. McDonald dari University of Maryland, College Park, dan pasukannya, memberikan bukti terhadap tuntutan ini. Makalah ketiga, yang diterbitkan pada 30 Oktober 2003 dalam Geophysical Research Letters oleh Dr. Leonard F. Burlaga dari Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA, Greenbelt, Md., Dan kolaborator, memberikan bukti bahawa Voyager 1 tidak melampaui kejutan penamatan. (Rujuk Gambar 2a untuk gambaran mengenai kejutan penamatan dan heliosheath).
"Pemerhatian Voyager 1 menunjukkan kita telah memasuki bagian baru dari sistem suria. Tidak kira sama ada kita melepasi kejutan penamatan atau tidak, pasukan gembira kerana ini tidak pernah dilihat sebelumnya - pemerhatiannya berbeza di sini daripada di sistem suria dalaman, "kata Dr. Eric Christian, Saintis Disiplin untuk penyelidikan Sun Earth Connection program di Ibu Pejabat NASA, Washington, DC.
"Voyager 1 telah melihat tanda-tanda yang mencolok di kawasan ini di dalam ruang di mana gelombang kejutan raksasa terbentuk ketika angin dari Matahari tiba-tiba melambatkan dan menekan ke arah luar ke arah angin antarbintang. Pengamatan itu mengejutkan dan membuat kami bingung, jadi banyak yang dapat dijumpai ketika Voyager mula menjelajahi wilayah baru ini di pinggir luar sistem suria, ”kata Dr Edward Stone, Saintis Projek Voyager, Institut Teknologi California, Pasadena, Calif.
Lebih dari lapan bilion batu (13 bilion km) dari Matahari, Voyager 1 adalah objek paling jauh yang dibina oleh umat manusia. Dilancarkan pada 5 September 1977, ia menjelajahi planet-planet raksasa Jupiter dan Saturnus sebelum dilemparkan ke angkasa lepas oleh gravitasi Saturnus. Sekarang ia menghampiri, dan mungkin telah memasuki sementara, wilayah di luar kejutan penghentian.
Kejutan penghentian adalah di mana angin suria, aliran gas nipis elektrik yang tertiup angin terus menerus dari Matahari, diperlahankan oleh tekanan dari gas di antara bintang-bintang. Pada kejutan penamatan, angin suria perlahan secara tiba-tiba dari kelajuan purata 300 - 700 km sesaat (700,000 - 1,500,000 mph). (Rujuk Filem 4 untuk melihat bagaimana ini memanaskan angin suria di heliosheath).
Lokasi tepat dari kejutan penamatan tidak diketahui, dan pada asalnya dianggap lebih dekat dengan Matahari berbanding Voyager 1 saat ini. Ketika Voyager 1 berlayar lebih jauh dari Matahari, ia mengesahkan bahawa semua planet berada di dalam gelembung besar yang ditiup oleh angin suria, dan kejutan penamatannya jauh lebih jauh (Animasi 1).
Menganggarkan lokasi kejutan penghentian adalah sukar kerana kita tidak mengetahui keadaan tepat di ruang antara bintang, dan bahkan apa yang kita tahu, kelajuan dan tekanan angin suria, perubahan yang menyebabkan kejutan penamatan mengembang, berkontrak, dan riak. Anda dapat melihat kesan yang serupa setiap kali anda mencuci pinggan (Filem 3). Sekiranya anda meletakkan piring di bawah aliran air, anda dapati air itu tersebar di atas piring dengan aliran yang agak lancar. Aliran air mempunyai tepi kasar di mana air melambat secara tiba-tiba dan menumpuk. Tepi seperti kejutan penamatan, dan ketika aliran air berubah, bentuk dan ukuran tepi kasar berubah.
Dari sekitar 1 Ogos 2002 hingga 5 Februari 2003, para saintis melihat pembacaan luar biasa dari dua instrumen zarah bertenaga di Voyager 1, yang menunjukkan bahawa ia telah memasuki wilayah sistem suria tidak seperti yang ditemui sebelumnya. Ini menyebabkan beberapa orang mendakwa bahawa Voyager mungkin telah memasuki ciri sementara dari kejutan penamatan. Sama seperti benjolan kecil dan "jari" muncul dan hilang di tepi kasar aliran air di atas piring, Voyager mungkin memasuki "jari" sementara di tepi kejutan penamatan.
Kontroversi akan dapat diselesaikan dengan mudah jika Voyager masih dapat mengukur kecepatan angin suria, kerana angin suria melambat secara tiba-tiba pada kejutan penamatan. Namun, instrumen yang mengukur kelajuan angin suria tidak lagi berfungsi pada kapal angkasa yang terhormat, oleh itu para saintis mesti menggunakan data dari instrumen yang masih berfungsi untuk membuat kesimpulan jika Voyager menembusi kejutan penamatan.
Bukti untuk mengatasi kejutan termasuk pemerhatian Voyager bahawa zarah bermuatan elektrik berkelajuan tinggi (elektron dan ion) meningkat lebih dari 100 kali dalam tempoh 1 Ogos 2002 hingga 5 Februari 2003. Perkara ini diharapkan sekiranya Voyager melewati kejutan penamatan, kerana kejutan secara semula jadi mempercepat partikel bermuatan elektrik yang melambung bolak-balik seperti bola ping pong di antara angin cepat dan perlahan di seberang kejutan.
Kedua, zarah-zarah itu mengalir ke luar, melewati Voyager dan jauh dari Matahari. Ini akan diharapkan jika Voyager sudah melintasi kejutan penghentian, kerana wilayah pecutan dalam kejutan penghentian sekarang akan berada di belakang kapal angkasa. Ketiga, ukuran tidak langsung kecepatan angin suria menunjukkan angin suria lambat dalam jangka waktu ini, seperti yang diharapkan jika Voyager berada di luar kejutan.
"Kami telah menggunakan teknik tidak langsung untuk menunjukkan bahawa angin matahari melambat dari sekitar 700,000 mph menjadi kurang dari 100,000 mph. Teknik yang sama ini digunakan oleh kami sebelumnya, ketika instrumen mengukur kelajuan angin suria masih berfungsi, dan kesepakatan antara kedua ukuran lebih baik dari 20% dalam kebanyakan kasus, ”kata Krimigis.
Bukti untuk menentang kejutan merangkumi pemerhatian bahawa walaupun terdapat peningkatan mendadak dalam zarah berkelajuan rendah, mereka tidak melihat pada kelajuan yang agak tinggi, para saintis percaya kejutan penamatan itu menghasilkan.
Walau bagaimanapun, bukti terkuat untuk masuk adalah pemerhatian Voyager bahawa medan magnet tidak meningkat dalam tempoh ini. Menurut model teoritis, ini mesti berlaku setiap kali angin suria melambat. Bayangkan jalan raya dengan lalu lintas sederhana. Sekiranya ada yang membuatkan pemandu menjadi perlahan, katakan genangan air, kereta menumpuk - kepadatannya meningkat. Dengan cara yang sama, ketumpatan (intensiti) medan magnet yang dibawa oleh angin suria akan meningkat sekiranya angin suria melambat.
"Analisis pemerhatian medan magnet Voyager 1 pada akhir tahun 2002 menunjukkan bahawa ia tidak memasuki wilayah baru heliosfera yang jauh dengan melewati kejutan penamatan. Sebaliknya, data medan magnet mempunyai ciri-ciri yang diharapkan berdasarkan pengamatan selama bertahun-tahun sebelumnya, walaupun intensiti zarah-zarah bertenaga yang diamati sangat tinggi, ”kata Burlaga.
Pasukan bersetuju bahawa Voyager 1 telah melihat fenomena baru: tempoh enam bulan ketika zarah bertenaga rendah sangat banyak dan mengalir jauh dari Matahari. Ketika tempoh yang tidak biasa berakhir, kedua-duanya bersetuju bahawa Voyager 1 kembali ke angin suria, jadi jika ini adalah jalan sementara yang melampaui kejutan penamatan, kejutan akan dapat dilihat lagi, mungkin dalam beberapa tahun akan datang. Akhirnya, pemerhatian menunjukkan bahawa kejutan penamatan jauh lebih rumit daripada yang difikirkan oleh orang lain.
Untuk misi asalnya ke Musytari dan Saturnus, Voyager 1 dan kapal angkasa saudara Voyager 2 ditakdirkan ke kawasan ruang di mana panel suria tidak dapat dilaksanakan, sehingga masing-masing dilengkapi dengan tiga generator termoelektrik radioisotop untuk menghasilkan tenaga elektrik untuk sistem dan instrumen kapal angkasa. Masih beroperasi dalam keadaan terpencil, sejuk dan gelap 26 tahun kemudian, Voyagers berhutang umur panjang kepada generator yang disediakan oleh Jabatan Tenaga ini, yang menghasilkan tenaga elektrik dari haba yang dihasilkan oleh kerosakan semula jadi plutonium dioksida.
Voyagers dibina oleh Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA di Pasadena, Calif., Yang terus mengoperasikan kedua-dua kapal angkasa 26 tahun selepas pelancarannya. Kapal angkasa dikendalikan dan datanya dikembalikan melalui Jaringan Angkasa Dalam NASA (DSN) NASA, sistem penjejakan kapal angkasa global yang juga dikendalikan oleh JPL. Pengurus Projek Voyager ialah Ed Massey dari JPL. Saintis Projek Voyager ialah Dr. Edward Stone dari Institut Teknologi California.
Sumber Asal: Siaran Berita NASA
