宇宙未知領域:旅行者1號探測器抵達星際空間邊緣

在歷經33年的航行後,隨著這艘經受太空考驗的探測器接近其離開太陽系的里程碑,旅行者1號周圍的太陽風速度已降至零。

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1972年,加州理工學院一位年輕的教授被邀請在NASA的噴氣推進實驗室兼職,擔任一項新太空任務的首席科學家,這項任務將探測太陽系的邊界,並最終進入星際空間。愛德華·斯通接受了這項任務,現在,在兩艘旅行者號探測器發射33年後,他說目標就在眼前。當他談到從旅行者1號接收到的最新資料的含義時,他看起來幾乎欣喜若狂。但首先他必須解釋探測器今天的位置。

“旅行者1號是人類製造的最遙遠的物體,”斯通說,“它現在距離地球115個天文單位”,也就是說,比地球到太陽的距離遠115倍,或者“略多於100億英里[160億公里]”。旅行者2號的航行速度稍慢,方向也不同,目前距離地球約140億公里。

兩艘旅行者號仍然位於由太陽風產生的“氣泡”內,太陽風是以每小時160萬至320萬公里的速度從太陽向外輻射的帶電粒子流。斯通說,這個氣泡,或者說太陽風層,之所以存在,是因為來自外太空的磁場(可能是五百萬到一千萬年前超新星爆發的結果)正在向外推太陽風。

斯通說,當太陽風接近星際風的邊界時,它必須經歷一個聲波衝擊,“就像超音速飛機的前端一樣”。旅行者1號於2004年12月穿過了那個衝擊波,從那時起,“我們一直處於太陽風層鞘中,這是一個太陽風已經減速並正在轉向太陽風層尾部的區域。”

斯通說,這個概念並不難想象。“你可以在廚房的水槽裡看到它。”當水擊中水槽時,它會以快速移動的放射狀模式飛濺,直到擊中一個厚厚的環,然後它會轉向並流下排水管。“這正是太陽風中正在發生的事情。”它向各個方向向外移動,直到擊中衝擊波,然後它轉向。

在過去的六個月裡,旅行者1號發出的訊號表明,太陽風的徑向速度為零,這意味著探測器正在接近太陽系的最終邊界——太陽風層頂。斯通和他的同事們原本預計旅行者號要過幾年才能到達這一點,這意味著邊界比他們想象的更靠近太陽。“因此,我們需要完善我們的模型,以解釋這些新的觀測結果,一旦完成,這將告訴我們旅行者號在進入星際空間之前還要走多遠。”他說,本週在舊金山舉行的美國地球物理聯合會秋季會議上的幾個報告都涉及這些問題。

斯通說,可能需要一年或更長時間的資料分析來確認旅行者1號是否真的穿過了太陽風層頂,這是一個靈活的邊界。當這種情況發生時,可能不會有頓悟的時刻。斯通說,我們將繼續收到來自旅行者號的資料,直到2020年或2025年左右,那時它們早已離開了太陽系。

他說,離開太陽系將是“人類活動的一個里程碑”。他指出,兩艘旅行者號的壽命都可能比地球長。當數十億年後,太陽膨脹成一顆紅巨星時,旅行者號(儘管它們的放射性發電機早已耗盡,儀器也被凍結)將繼續在星際空間中孤獨地前進,並保持通往未知的路線,攜帶著一張唱片和20世紀地球的影像,來自其多種文化的音樂,以及用幾十種語言的問候。它們可能是人類存在過的唯一證據。

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