宇宙未知领域:旅行者1号探测器抵达星际空间边缘

在历经33年的航行后,随着这艘经受太空考验的探测器接近其离开太阳系的里程碑,旅行者1号周围的太阳风速度已降至零。

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1972年,加州理工学院一位年轻的教授被邀请在NASA的喷气推进实验室兼职,担任一项新太空任务的首席科学家,这项任务将探测太阳系的边界,并最终进入星际空间。爱德华·斯通接受了这项任务,现在,在两艘旅行者号探测器发射33年后,他说目标就在眼前。当他谈到从旅行者1号接收到的最新数据的含义时,他看起来几乎欣喜若狂。但首先他必须解释探测器今天的位置。

“旅行者1号是人类制造的最遥远的物体,”斯通说,“它现在距离地球115个天文单位”,也就是说,比地球到太阳的距离远115倍,或者“略多于100亿英里[160亿公里]”。旅行者2号的航行速度稍慢,方向也不同,目前距离地球约140亿公里。

两艘旅行者号仍然位于由太阳风产生的“气泡”内,太阳风是以每小时160万至320万公里的速度从太阳向外辐射的带电粒子流。斯通说,这个气泡,或者说太阳风层,之所以存在,是因为来自外太空的磁场(可能是五百万到一千万年前超新星爆发的结果)正在向外推太阳风。

斯通说,当太阳风接近星际风的边界时,它必须经历一个声波冲击,“就像超音速飞机的前端一样”。旅行者1号于2004年12月穿过了那个冲击波,从那时起,“我们一直处于太阳风层鞘中,这是一个太阳风已经减速并正在转向太阳风层尾部的区域。”

斯通说,这个概念并不难想象。“你可以在厨房的水槽里看到它。”当水击中水槽时,它会以快速移动的放射状模式飞溅,直到击中一个厚厚的环,然后它会转向并流下排水管。“这正是太阳风中正在发生的事情。”它向各个方向向外移动,直到击中冲击波,然后它转向。

在过去的六个月里,旅行者1号发出的信号表明,太阳风的径向速度为零,这意味着探测器正在接近太阳系的最终边界——太阳风层顶。斯通和他的同事们原本预计旅行者号要过几年才能到达这一点,这意味着边界比他们想象的更靠近太阳。“因此,我们需要完善我们的模型,以解释这些新的观测结果,一旦完成,这将告诉我们旅行者号在进入星际空间之前还要走多远。”他说,本周在旧金山举行的美国地球物理联合会秋季会议上的几个报告都涉及这些问题。

斯通说,可能需要一年或更长时间的数据分析来确认旅行者1号是否真的穿过了太阳风层顶,这是一个灵活的边界。当这种情况发生时,可能不会有顿悟的时刻。斯通说,我们将继续收到来自旅行者号的数据,直到2020年或2025年左右,那时它们早已离开了太阳系。

他说,离开太阳系将是“人类活动的一个里程碑”。他指出,两艘旅行者号的寿命都可能比地球长。当数十亿年后,太阳膨胀成一颗红巨星时,旅行者号(尽管它们的放射性发电机早已耗尽,仪器也被冻结)将继续在星际空间中孤独地前进,并保持通往未知的路线,携带着一张唱片和20世纪地球的图像,来自其多种文化的音乐,以及用几十种语言的问候。它们可能是人类存在过的唯一证据。

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