Voyager har registrert svake plasma-bølger i rommet mellom stjernene.
Voyager har registrert svake plasma-bølger i rommet mellom stjernene.

Voyager 1 har oppdaget en jevn summing fra plasma i rommet mellom stjernene

Det svake signalet gjør det mulig å måle hvor tett med stoff det er i tomrommet.

Voyager 1 begynte sin ferd i 1977. Siden har romsonden har reist forbi alle planetene. I 2012 reiste Voyager 1 også ut av solens «boble», og over i rommet mellom stjernene.

Der har ingen annen romsonde vært før. Voyager 1 rapporterte om forholdene ved grensen. altså der solens magnetfelt, ståler og vind slutter å påvirke rommet, og forbi. Romsonden forsyner fremdeles forskere med informasjon om hva som skjer i det interstellare rommet.

Nå har forskere oppdaget et interessant signal, en jevn summing, som har skjult seg blant dataene.

Dette stammer fra bølger som går gjennom spredte partikler i rommet. Voyager har «lyttet» til disse vibrasjonene. Omsatt til lyd har signalet en frekvens på rundt 3 kHz. Funnet er publisert i tidsskriftet Nature Astronomy.

Den jevne summingen gjør det mulig å kontinuerlig måle tettheten av partikler som Voyager 1 reiser igjennom. Jo tettere det er, jo høyere blir frekvensen, blir det forklart i en pressemelding fra NASA.

Tidligere har forskere måttet vente på at det skjer utbrudd på sola for å kunne måle dette.

Tåker og støv

- Det som er spesielt med Voyager-sondene er at det de er de første og eneste som vi har sendt ut forbi det som kalles heliopausen, sier Boris Vilhelm Gudiksen til forskning.no

Han er professor ved Institutt for teoretisk astrofysikk og Rosseland senter for solfysikk ved Universitetet i Oslo.

- Solen sender ut en stor mengde partikler, det er det vi kaller solvinden. Voyager-sondene har passert ut av vår «boble» som solen har laget med solvinden, og inn i det som kalles interstellart materiale, plasmaet som er inne imellom stjernene.

I rommet mellom stjernene er det tynn gass, støv, kosmisk stråling, lysende tåker og mørke tåker. De fleste atomene er hydrogenatomer, deretter kommer helium og spor av andre grunnstoffer.

Illustrasjonen viser Voyager-sondene da Voyager 1 nylig hadde forlatt solens boble.
Illustrasjonen viser Voyager-sondene da Voyager 1 nylig hadde forlatt solens boble.

Plasma er den vanligste tilstanden

Det meste av gassen i verdensrommet er ionisert, den er i plasmatilstand.

- Det vil si at elektronene ikke sitter fast på atomkjernen lenger. De flyter rundt helt som de har lyst, sier Vilhelm Gudiksen.

99,9 prosent av all materie i universet er i plasmatilstanden.

Hvorfor er stoffet mellom stjernene i plasmatilstand og ikke som gass?

- Der ute er det en stor mengde ultrafiolett stråling som alle stjerner produserer. Det er nok av det til at de kan ionisere plasmaet som ligger mellom stjernene, forklarer Vilhelm Gudiksen.

Iblant så kan man få bølger i denne elektrisk ladede gassen, forteller han.

En jevn summing

Det er slike bølger i plasmaet forskere nå har funnet i dataene fra Voyager 1. Det er altså ikke helt stille sjø der ute. Supernovaer og galaksens rotasjon skaper gigantiske bølger i plasmaet, skriver NASA.

Bølger og turbulens i plasmaet kommer også fra kraftige utbrudd fra vår egen sol. Frem til nå har forskere bare kunnet måle tettheten i materialet Voyager kjører igjennom, når det er mye aktivitet på sola.

Voyager har plukket opp slik turbulens omtrent en gang i året.

- Det å måtte lene seg på disse tilfeldige hendelsene betød at kartet vårt av tettheten i det interstellare rommet var nokså knapt, sier Stella Ocker, doktorgradsstudent og en del av Voyager-teamet.

Ocker satte seg fore å finkjemme dataene fra Voyager, på jakt etter et mer stabilt signal.

Til slutt fant hun en lovende kandidat - en svak summing som var der hele tiden og som økte og falt under forstyrrelser fra sola.

- Det er praktisk talt en enkelt tone, sier Ocker.

- Over tid ser vi at den endres - men måten frekvensen beveger seg på forteller oss hvordan tettheten endrer seg.

Forskerne oppdaget et svakt kontinuerlig signal i dataene. Det vises i den røde linjen på det nederste bildet. Dette passer med de tidligere registrerte sterkere plasma-oscillasjons-hendelsene fra sola, som man ser på det øverste bildet.
Forskerne oppdaget et svakt kontinuerlig signal i dataene. Det vises i den røde linjen på det nederste bildet. Dette passer med de tidligere registrerte sterkere plasma-oscillasjons-hendelsene fra sola, som man ser på det øverste bildet.

Det som gjør oppdagelsen interessant er at nå kan man måle tettheten av stoffet som ligger mellom stjernene, sier Vilhelm Gudiksen.

- Det har man ikke kunnet gjøre direkte før.

Det interstellare mediumet er som et stille, mildt regn, sier en av de andre forskerne bak studien, James Cordes i en pressemelding.

- I tilfeller med solutbrudd er det som å oppdage et lyn som brister i tordenvær, og så er det tilbake til et mildt regn.

Vet ikke hva som skaper tonen

- Det skjer tydeligvis noe i stoffet som er mellom stjernene som får bølgene til å summe, sier Boris Vilhelm Gudiksen.

Hvorfor det skjer, er ikke forskerne sikre på enda.

- Det er bare en helt bestemt tone som kommer. Hvorfor den blir der og er den samme over tid, krever jo en forklaring. Men så langt har ikke forskerne kommet. Nå har de funnet tonen, så må de forsøke å finne ut av hva det faktisk er de måler, sier Vilhelm Gudiksen.

Det kan virke litt rart at Voyager 1 har kunnet registrere forstyrrelser på grunn av utbrudd på sola, selv etter at sonden krysset heliopausen.

Vilhelm Gudiksen sier at vi kan se for oss solens boble som en ballong.

- Iblant skjer det store eksplosjoner i solens atmosfære som sender ut det som kalles et koronamasseutbrudd, en kjempemengde stoff som kastes ut fra sola og treffer innsiden av boblen.

- Hvis du forestiller deg en ballong i stua; selv hvis det skjer noe inni ballongen vil du kunne måle det på luften som er rundt, selv om stoffet ikke kommer igjennom siden på ballongen, forklarer professoren.

Sjokkbølgene fra solutbruddene fortsetter ut i rommet.

- Fantastisk tomt

Forskerne har omsatt signalet til lyd, selv om det jo ikke er lyd i verdensrommet.

- De måler den elektriske effekten av at elektronene som står og danser fram og tilbake. Det de måler er i prinsippet et veldig svakt elektrisk felt som endrer seg med tiden, forklarer Vilhelm Gudiksen.

- Når de har gjort det om til lyd, så er det for å gi en fornemmelse av hva er det som skjer der ute. At det er noen elektriske felter som beveger seg, sier oss jo ikke så mye.

Ifølge pressemeldingen fra NASA begynte elektrontettheten rundt Voyager 1 å stige i 2013 og nådde sine nåværende nivåer rundt midten av 2015. Det var en økning på omtrent 40 ganger i tetthet.

– Hvor tett er egentlig med stoff ute i verdensrommet?

- Det ligger på et sted mellom 1 og noen hundre atomkjerner per kubikkcentimeter, sier Vilhelm Gudiksen.

Til sammenligning er tettheten i atmosfæren her på jorden et tall etterfulgt av 23 nuller, opplyser han.

- Altså, det er veldig, veldig tomt der ute. Det er fantastisk tomt.

Referanse:

Stella Koch Ocker, James M. Cordes, Shami Chatterjee, Donald A. Gurnett, William S. Kurth & Steven R. Spangler: «Persistent plasma waves in interstellar space detected by Voyager 1», Nature Astronomy, 10. mai.

Powered by Labrador CMS