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旅行者2号飞出太阳系了?不,再过10000年也飞不出去|迈向太空

2018-12-12 12:14| 投稿: xiaotiger |来自: 互联网


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摘要: 今天凌晨,美国航空航天局(NASA)宣布,旅行者2号已于11月5日离开太阳的日球层,进入星际介质。旅行者1号和2号都离开了太阳的日球层 | NASA1977年8月20日离开地球的旅行者2号,历经41年、超过297亿千米的太空旅行, ...

今天凌晨,美国航空航天局(NASA)宣布,旅行者2号已于11月5日离开太阳的日球层,进入星际介质

旅行者1号和2号都离开了太阳的日球层 | NASA

1977年8月20日离开地球的旅行者2号,历经41年、超过297亿千米的太空旅行,终于成为第二个完成这一壮举的人造航天器。第一个是旅行者1号,它在2012年率先进入星际介质。

什么是日球层和星际介质?

恒星和恒星之间并非空无一物,而是充斥着各式各样的粒子和辐射,它们被称为星际介质。你可以把它们想像成填充在恒星之间的一大片空气,只是要稀薄得多,远比地球上实验室抽到的真空还要更稀薄。

而太阳除了发光发热以外,也会向外释放出带电粒子,被形象地称为太阳风。太阳风向外吹出扩散,这个过程会遇到星际介质的阻拦。一直到太阳风的“力气”耗尽,再也无力向外扩张为止。形象地来说,太阳风就好像在星际介质中吹出了一个气泡,日球层就可以理解为这个气泡。在这个泡泡之内,占据主导的是太阳吹出的带电粒子;而在气泡之外,占据主导的便是星际介质了。

星际介质与日球层 | 原图:3tags - 3tags.org;编注:Steed

这次的旅行者1号和先前的旅行者2号,飞出的就是这个太阳风吹出的这个气泡的边界。

怎么知道它进入星际介质了?

但与旅行者1号不同,旅行者2号这一次提供了更为有力的直接证据。

这些证据来自于旅行者2号上携带的PLS,即等离子体科学实验设备。它能测量旅行者号周边的低能粒子,并在一定程度上测定这些粒子的来源方向。换句话说,PLS能够判断旅行者2号周边的粒子,是来源于太阳,还是来源于星际空间。

如下图所示,来自太阳和来自星际空间的粒子流量一开始相对稳定;但在11月5日之后,来自太阳的粒子开始大幅度下降,而来自星际空间的粒子则大幅度上升。而到12月初,旅行者2号已经很少观测到来自太阳的粒子了。

旅行者2号周边的粒子流,上为来自星际空间的粒子,下为来自太阳的粒子 | JPL-Caltech /NASA

这是人类探测器首次直接测量到日球层顶这两种粒子的交锋实况。

旅行者1号虽然也携带着相同的设备,但它的PLS早在1980年就罢工不干了。当初它离开日球层时,任务科学家不得不借助磁力计之类的其他设备来作出推断,并没有测得这样的第一手数据。

飞出太阳系了吗?

事实上,不论是旅行者1号还是2号,都还远远没有飞出太阳系

别的不说,就以大家都听过的彗星来说,它们主要来源于太阳系外围一个被称为奥尔特云的区域。那里聚焦着无数脏雪球,虽然运行速度极其缓慢,却仍然受到太阳引力的统治,机缘巧合之下会落向太阳系内部,成为我们能够看见的大彗星。所以,虽然最远可以达到近1光年以外,但奥尔特云连同其中的大量脏雪球,仍然算作是太阳系的势力范围

海尔-波普彗星,一个地那行的奥尔特云彗星 | Mkfairdpm/Wikimedia Commons

以旅行者号目前的飞行速度,飞到1光年以外的奥尔特云外围,至少还需要上万年的时间。

现在,旅行者1号和旅行者2号飞出了日球层,也就是说,它飞出了太阳风吹出的那个气泡的边界。但这个边界距离太阳也就不到20光时,比起太阳引力的疆域要小得多了。所以,没错,旅行者2号飞进了星际介质,但这并不等同于它飞出太阳系了——这完完全全是两个不一样的概念。

旅行者2号 | NASA

目前,旅行者2号距离地球有16小时36分钟的光程,仍在以每小时55025公里的速度远离太阳。

这趟旅程没有终点,还将继续下去。

作者:Steed

编辑:麦麦

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