Voyager-1: a Naprendszerben vagy sem?
(Rovat: Távoli világok kutatói - 2013.09.16 07:15.)

Az elmúlt hónapok több híre után most a NASA szerint is kijutott a csillagközi térbe a Voyager-1. De elhagyta-e a Naprendszert?

A kérdés csak elsőre hangzik furcsán. Ha jobban körüljárjuk, hogy meddig is tarthat a Naprendszer, és hol kezdődik a csillagközi tér, akkor megértjük, hogy a veterán űrszonda lehet egyszerre, egy időben a Naprendszeren belül és kívül is. Minden csak definíció kérdése.

A minapi hír úgy szólt, hogy a több mint 35 éve úton levő, annak idején a Jupiter és a Szaturnusz mellett is elrepülő amerikai űrszonda most valóban elérte a Naprendszer határát. Az eredményeket közlő cikk a Science-ben jelent meg. Korábban többször is napvilágot láttak már erről beszámoló, ellentmondásosnak tartott tudományos publikációk és hírek. Ennek egyrészt az az oka, hogy a „Naprendszer határa” nem egy könnyen meghatározható felület. Másrészt a Voyager-1 által végzett – és meglehetősen korlátozott – mérések értelmezése, a Nap kozmikus környezetének modellezése is eltérő lehet. A Voyager-1 a nagyenergiás részecskék intenzitását és irányeloszlását, valamint a mágneses tér jellemzőit tudja mérni jelenleg is működőképes fedélzeti berendezéseivel.

A Nap környezetét, a bolygók közötti, sőt az azok pályáján jóval túlnyúló teret a csillagunkból kilépő elektromosan töltött részecskék (plazma) tölti ki. A napszél által dominált térrész a helioszféra. Ez a nevéből sejthetővel ellentétben nem gömb, hanem inkább elnyúlt, csepp alakú. Alakját a Napnak a galaxisunkon belüli, a csillagközi anyaghoz képest mért mozgása határozza meg. Ami a helioszférán, vagyis a napszél befolyási övezetén túl van, az nem más, mint a csillagközi tér.

A legtávolabbi nagybolygó, a Neptunusz a Naptól mintegy 30 csillagászati egységre (CSE, a Nap és a Föld közepes távolsága) kering. A napszélbuborék kifelé tartó lökéshullámfrontjának sebessége közel 100 CSE távolságig szuperszonikus, vagyis meghaladja az ott érvényes hangsebességet. A Voyager-1 repülési irányában a lökéshullámon való átmenet 2004 decemberében, a Naptól mérve 94,1 CSE távolságban következett be – amint arról annak idején magunk is tudósítottunk.

A Naprendszer jellegzetes méreteinek ábrázolása (a vízszintes tengelyen a számok CSE-ben, a Föld pályáján túl logaritmikus skálán). A Voyager-1 jelenlegi helyzetét pirossal jelölték. A szuperszonikus napszélbuborék határát jelentő lökéshullámfrontot (termination shock) 2004 és 2005 fordulóján érte el az űrszonda. Most túljutott az ún. heliopauzán is, kijutva a csillagközi térbe – legalábbis ami a plazmakörnyezetet illeti. (Kép: NASA / JPL-Caltech)

A Voyager-1 a NASA kutatói szerint kb. 121 CSE távolságban, 2012 augusztusában hagyhatta maga mögött a heliopauzát. A mérések értelmezése nem volt könnyű feladat, és az is kiderült, hogy a határvidéken meglehetősen összetett körülmények uralkodnak. Ezért is tartott ennyi ideig a biztos kijelentés megfogalmazása.

Egy dolog azonban a fenti ábra alapján is biztos: a Voyager-1 kiléphetett ugyan a csillagközi térbe, amit a mágneses tér és a töltött részecskék viselkedése alapján meghatároztak, de semmiképpen nem hagyta el a Naprendszert, ami a központi csillagunk gravitációs befolyási övezetét illeti! Úgy is fogalmazhatjuk, hogy a csillagközi térben van ugyan, de még bőven a Naprendszeren belül. A Naprendszerhez tartozó külső törmelékgyűrű, az Oort-felhő belső határát majd talán 1300 év múlva éri el, és további 30 ezer év kell ahhoz, hogy túl is jusson rajta. Mostantól számítva vagy 40 ezer év múlva pedig a Voyager-1 már közelebb lesz egy másik, AC +79 3888 katalógusjelű csillaghoz, mint a mi Napunkhoz. (Most hiába nem az, a csillagászok sebességmérései alapján az addigra a felénk mozgó AC +79 3888 lesz a Nap legközelebbi csillagszomszédja.)

Akkorra azonban a szonda már réges-rég némán repül majd. A számítások szerint kb. 2020-ig termelődik a fedélzetén annyi elektromos teljesítmény a radioaktív termoelektromos generátorából, ami elegendő a tudományos műszerek üzemben tartására. Utána a földi irányítók egyesével kapcsolják majd le ezeket, az utolsót 2025 körül. Még ekkor sem fog teljesen elnémulni, néhány további évig legalább a létezéséről képes lesz rádiójeleket továbbítani a Föld felé. Utána aztán emberiség által készített apró mesterséges égitest „élettelenül” folytatja útját a csillagközi térben, a Tejútrendszer középpontja körül keringve.