旅行者2号发现太阳系不对称

这个已有三十年历史的探测器仍在传输数据,在太阳风中遭遇湍流

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发射31年后,旅行者2号探测器在太空中疾驰,并发回了迄今为止关于太阳风变稀薄的冲击波的最详细视图,太阳风是来自太阳的带电粒子流。

研究人员表示,这次穿越证实了太阳圈——太阳风扫过的区域——实际上是不对称的,这可能是由于局部星际空间中倾斜的磁场造成的。

冲击波,或称太阳圈终端震波,发生在超音速太阳风变稀薄到无法再抵挡流经星际空间的更密集带电粒子雾霾时。相反,太阳风突然向内坍塌。

研究人员表示,这种现象有点像自来水流击中水槽边缘时的情景[见图]。太阳风被太阳磁场裹挟,这意味着它像流体一样倾泻,而不是像台球一样碰撞。

今天发表在《自然》杂志上的一系列论文中描述的来自旅行者2号的数据显示,该探测器于2007年8月31日进入终端震波,距离太阳约80亿英里(130亿公里),并在第二天穿越了它。

这比它的姊妹探测器旅行者1号2004年末朝不同方向离开太阳系时穿过同一冲击波的位置更靠近太阳10%。

亚利桑那大学月球与行星实验室的天体物理学家J.R. Jokipii在图森表示,在离太阳那么远的地方,太阳风的密度最多也只有每加仑几个质子和电子。“这几乎无法测量。你必须把它交给这些实验人员,”他说。

旅行者2号现在将跟随它的孪生兄弟进入日鞘,即终端震波之外的较慢速太阳风区域。

除了证实早先暗示太阳圈不对称的研究外,这次穿越还提供了新的细节,包括太阳风的能量和速度,旅行者1号无法捕捉到这些细节,因为它的等离子体探测仪器已经停止工作。

根据新数据,震波下游的太阳风比研究人员预期的更冷、速度更快。Jokippi说,他对《自然》杂志报告的社论进行了撰写,他的解释是,太阳风正在将能量传递给来自星际气体的中性原子,并导致它们电离。

他说,这些“拾起”离子随后被加速到每秒数百英里(公里)的速度,对冲击波的结构产生强烈影响。

双胞胎旅行者探测器于1977年出发前往深空研究木星和土星,但在完成主要任务后,它们继续前进。美国国家航空航天局预计,在到达终端震波后的10到20年内,探测器将穿越日球层顶,即日鞘的外边缘。

那将意味着它们已经离开了太阳系并进入了星际介质。美国国家航空航天局的工程师估计,两个探测器的钚动力源都有潜力维持它们广播数据到2025年。

Jokippi说,如果我们幸运的话,它们会让我们知道它们发现了什么。

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