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    “旅行者2号”轻松突破太阳系

    此图显示了“旅行者1号”和“旅行者2号”探测器目前所在的位置,它们已经离开太阳域,进入了星际空间

    1977年,美国宇航局的“旅行者2号”空间探测器发射升空,并于41年后的2018年年底穿越太阳系的最外层结构——日球层顶,成为继“旅行者1号”之后又一个进入星际空间的飞行器。近日,天文学家发布了由“旅行者2号”从星际空间传回的首批数据。与它的兄弟探测器“旅行者1号”在2012年的穿越之旅相比,这一次存在明显差异。数据显示,虽然“旅行者1号”的离去有点“杂乱无章”,但“旅行者2号”在突破太阳系边界时显得相当干脆利落。

    科学家根据探测器上搭载的“等离子体科学实验”仪器中记录的数据,确认了“旅行者2号”正式离开太阳系的日期(遗憾的是,早期“旅行者1号”突破太阳系时,这一仪器却失灵了)。

    根据仪器的记录显示,2018年11月5日,“旅行者2号” 所在位置的“太阳风”粒子数量突然急剧下降,同时伴有银河系宇宙射线数量和星际磁场强度的相应增加。这些数据表明,“旅行者2号”已经穿越了太阳的影响边界,也就是日球层顶,而这一区域也常被定义为星际空间的起点。“旅行者1号”与“旅行者2号”探测器都于1977年发射升空,时至今日,它们仍然是唯一能够进入星际空间的人造机器。

    11月4日,5个独立的研究团队在《自然-天文学》期刊发布了一系列相关论文,这些研究利用两台探测器传回的数据,对比分析了旅行者1号和2号穿越之旅的异同之处。结果表明,到达太阳系日球层的边界后,“旅行者1号”花费了28天才突破日球层顶,而“旅行者2号”在1天内就完成了这一壮举。其中一篇论文的通讯作者、“旅行者”项目科学家Ed Stone说:“‘旅行者1号’还没离开日球层,我们就两次接收到了来自星际空间的信号。‘旅行者2号’却正好相反,它已经进入了星际空间,然而我们还是能够检测到日球层内部的粒子信号。”

    这两台探测器进入星际空间时,与太阳的距离非常接近——“旅行者1号”距太阳121.6 AU,“旅行者2号”则为119 AU(AU是天文单位的简称,地球到太阳的距离等于1 AU)。但是“旅行者1号”的旅程似乎有些特别。离开太阳系之前,它穿越了8.6 AU的“停滞区”。在那里,探测器周围等离子体的运动速度几乎为零(虽然探测器携带的等离子体测量仪器不工作,但是科学家借助其他仪器得到了这一结论)。麻省理工学院的John Richardson说:“那些等离子体基本上就是在那保持不动。”

    相比之下,“旅行者2号”就没有遇上等离子体停滞区,而是先穿过了一个所谓的“过渡区域”。在那里,来自太阳的等离子体流会在强度和方向上开始产生变化。接下来,探测器穿过了外来宇宙射线粒子含量增加的“边界层”,最后干脆利落地突破了日球层顶。

    尽管突破太阳系时两台探测器之间的距离足有165 AU,但它们与太阳的距离基本相近,且两次事件发生时太阳活动的强弱有显著差异。约翰霍普金斯大学的Stamatios Krimigis和他的同事在他们的论文表示,这一现象非常“引人注目”。这些结果也引发了人们对日球层结构的疑问和争论,有人说它是个球形气泡,也有人说它像一颗彗星,由于太阳在银河系中不断运动,其尾部向后延伸。“现在看起来日球层的结构介于两者之间,”Strauss表示,“但我们现在还并不清楚这一点,这还挺让人沮丧的。”

    光凭现在的数据来看,“旅行者1号”和“旅行者2号”都从这颗“彗星”的“头部”进入了星际空间。因此,科学家们还需要在另一个方向进行探测,以确认是否真的存在尾部结构??蒲Ъ艺谔致鄯⑸淞硪惶占涮讲馄鞯目赡苄?,但这在2030年以后才有可能实现。在那之前,两位勇敢的“太空探险者”将继续前行,加深我们对宇宙的理解。鉴于它们还有可能继续工作10年,科学家期待着它们在太空中开展进一步的探测。

    责任编辑:臧运卓(实习)

    声明: 版权作品,未经《环球人物》书面授权,严禁转载,违者将被追究法律责任。

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    • 来源:北京青年报

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