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旅行者2號飛出太陽系了?不,再過10000年也飛不出去 | 邁向太空

原標題:旅行者2號飛出太陽系了?不,再過10000年也飛不出去 | 邁向太空


今天凌晨,美國航空航天局(NASA)宣布,旅行者2號已於11月5日離開太陽的日球層,進入星際介質


旅行者1號和2號都離開了太陽的日球層 | NASA


1977年8月20日離開地球的旅行者2號,歷經41年、超過297億千米的太空旅行,終於成為第二個完成這一壯舉的人造航天器。第一個是旅行者1號,它在2012年率先進入星際介質。



什麼是日球層和星際介質?

恆星和恆星之間並非空無一物,而是充斥著各式各樣的粒子和輻射,它們被稱為星際介質。你可以把它們想像成填充在恆星之間的一大片空氣,只是要稀薄得多,遠比地球上實驗室抽到的真空還要更稀薄。


而太陽除了發光發熱以外,也會向外釋放出帶電粒子,被形象地稱為太陽風。太陽風向外吹出擴散,這個過程會遇到星際介質的阻攔。一直到太陽風的「力氣」耗盡,再也無力向外擴張為止。形象地來說,太陽風就好像在星際介質中吹出了一個氣泡,日球層就可以理解為這個氣泡。在這個泡泡之內,佔據主導的是太陽吹出的帶電粒子;而在氣泡之外,佔據主導的便是星際介質了。



星際介質與日球層 | 原圖:3tags - 3tags.org;編註:Steed


這次的旅行者1號和先前的旅行者2號,飛出的就是這個太陽風吹出的這個氣泡的邊界。


怎麼知道它進入星際介質了?


但與旅行者1號不同,旅行者2號這一次提供了更為有力的直接證據。


這些證據來自於旅行者2號上攜帶的PLS,即等離子體科學實驗設備。它能測量旅行者號周邊的低能粒子,並在一定程度上測定這些粒子的來源方向。換句話說,PLS能夠判斷旅行者2號周邊的粒子,是來源於太陽,還是來源於星際空間。


如下圖所示,來自太陽和來自星際空間的粒子流量一開始相對穩定;但在11月5日之後,來自太陽的粒子開始大幅度下降,而來自星際空間的粒子則大幅度上升。而到12月初,旅行者2號已經很少觀測到來自太陽的粒子了。


旅行者2號周邊的粒子流,上為來自星際空間的粒子,下為來自太陽的粒子 | JPL-Caltech /NASA


這是人類探測器首次直接測量到日球層頂這兩種粒子的交鋒實況。


旅行者1號雖然也攜帶著相同的設備,但它的PLS早在1980年就罷工不幹了。當初它離開日球層時,任務科學家不得不藉助磁力計之類的其他設備來作出推斷,並沒有測得這樣的第一手數據。

飛出太陽系了嗎?


事實上,不論是旅行者1號還是2號,都還遠遠沒有飛出太陽系


別的不說,就以大家都聽過的彗星來說,它們主要來源於太陽系外圍一個被稱為奧爾特雲的區域。那裡聚焦著無數臟雪球,雖然運行速度極其緩慢,卻仍然受到太陽引力的統治,機緣巧合之下會落向太陽系內部,成為我們能夠看見的大彗星。所以,雖然最遠可以達到近1光年以外,但奧爾特雲連同其中的大量臟雪球,仍然算作是太陽系的勢力範圍



海爾-波普彗星,一個地那行的奧爾特雲彗星 | Mkfairdpm/Wikimedia Commons


以旅行者號目前的飛行速度,飛到1光年以外的奧爾特雲外圍,至少還需要上萬年的時間。


現在,旅行者1號和旅行者2號飛出了日球層,也就是說,它飛出了太陽風吹出的那個氣泡的邊界。但這個邊界距離太陽也就不到20光時,比起太陽引力的疆域要小得多了。所以,沒錯,旅行者2號飛進了星際介質,但這並不等同於它飛出太陽系了——這完完全全是兩個不一樣的概念。



旅行者2號 | NASA


目前,旅行者2號距離地球有16小時36分鐘的光程,仍在以每小時55025公里的速度遠離太陽。


這趟旅程沒有終點,還將繼續下去。


作者:Steed


編輯:麥麥


你們微信步數上萬,有什麼好驕傲的。



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