旅行者2号揭示太阳系边缘情况

2019年年底,人类派往恒星际空间的第二位使者——美国宇航局旅行者2号探测飞船穿透日球层顶(也叫太阳风层顶,即太阳系边界。在这里,太阳风被弥漫银河系的等离子体取代)。6年前,旅行者1号探测器也穿透了日球层顶。现在,这两艘旅行者号的合并探测结果为我们展现了太阳系边界迄今最详尽的信息。

科学家发现,旅行者2号的窗外景象在2018年11月5日发生改变,当时这艘飞船距离太阳大约178亿千米(比地球距離太阳远119倍),飞船周围的等离子体(来自太阳的低能粒子)密度剧烈下降,被能量高得多的粒子——宇宙射线取代。这说明41年前离开地球、踏上穿越太阳系之旅的旅行者2号已经不再受到太阳磁泡的保护。

虽然旅行者1号捷足先登,但旅行者2号有一个优势:它有一个仍在运作的感应器,可能会测量周围等离子体的速度、温度和密度。对科学家了解太阳等离子体怎样与恒星际介质融合来说,旅行者2号的作用明显更大。旅行者1号在到达日球层顶之前很久就不得不关闭了这个感应器,因此科学家只能通过其他测量结果来推测等离子体的许多特性,这当然比不上直接测量的准确性。

这两艘旅行者号穿透日球层顶的时间和地点都不同。事实上,这两艘探测器之间的距离比它们各自与太阳之间的距离还远。尽管如此,它们却在日球层顶发现了类似情况。太阳系边界内外两侧的磁场看来并无差异。也就是说,不知什么原因,与科学家的预料相反,太阳磁力线排列与太阳系边界的银河系磁力线排列几乎完全一致。

但两次穿透所发现的情况也有差异。旅行者1号在到达日球层顶之前在基本静止的太阳风中飞了两年,而旅行者2号在直到日球层顶之前一路上遇到的全是迅猛太阳风。旅行者1号遇到了侵入太阳磁泡的银河系物质,而旅行者2号见证太阳粒子深深渗透进恒星际空间。由于这两艘探测器相距近240亿千米,因此要想搞清上述差异的原因并不容易。但太阳系边界情况总是在变化,这与太阳的11年活动周期有关——从太阳表面爆发的物质会一路影响到太阳系边界。

迄今为止共有5艘飞行器已经到达或将要到达太阳系边界,但只有这两艘旅行者号向地球发回了那里的信息。美国宇航局1972和1973年分别发射的恒星际飞船先锋10号和先锋11号,几年前都已停止运作。2015年造访冥王星的美国宇航局新地平线号,最近在太阳系边缘探测到了发光的疑似氢云。不幸的是,新地平线号在到达日球层顶之前可能会用尽燃料。美国宇航局计划在2035年前后发射一艘更先进、更专业的恒星际探测器。

科学家估计,这两艘旅行者号还有5年服务期。它们的电能来自于钚燃料。随着燃料耗尽,旅行者号将不再能保持仪器运作。不过,它们能一直坚持到现在已让科学家很惊喜。

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年10月31日 下午10:34。
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