旅行者1号仍然没有离开太阳系

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


还记得我十月份说过旅行者1号可能终于离开了太阳系吗?好吧,事实证明,这艘一直在太阳系边缘徘徊了很久的航天器,发现很难说再见。

据参与该任务的科学家称,旅行者1号刚刚进入了一条“磁力高速公路”。他们希望这条道路能引导旅行者号离开太阳风层,远离太阳磁场的影响……最终。

在加州理工学院的旅行者号项目科学家埃德·斯通解释说,这条高速公路连接着星际空间,但仍然在太阳的磁场内。它是“太阳风层的一个新区域”。美国宇航局的科学家称其为高速公路,因为它允许粒子进出太阳系。


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太阳风层是太阳通过太阳风在自身周围形成的巨大气泡。星际介质是太阳系外的一种粒子风,它与太阳风层相互作用。两者之间的边界称为日球层顶。在旅行者号接近边缘之前,科学家们认为边界会很清晰。现在他们意识到它比他们预期的要混乱得多。

参与旅行者号工作的科学家正在寻找三个关键迹象来确认航天器何时离开太阳风层。我们应该看到由高能宇宙射线产生的粒子数量增加,而来自太阳风层内部的慢速粒子应该消失。最后,科学家们认为磁场方向会发生变化,从太阳风层内部的东西方向变为外部的南北方向。旅行者号上有三个仪器来测量这三个迹象。

这条磁力高速公路位于日球层顶内。如果你认为这是太阳系的边界(而我是这样认为的),那就意味着旅行者号仍然在太阳系内。但是它被来自太阳风层外的粒子包围。“现在旅行者号位于磁力高速公路的一个区域,那里几乎完全被来自外部的宇宙射线粒子所包围,”斯通说。

这个新区域的第一个迹象出现在 7 月 28 日,当时太阳粒子的强度下降了两倍。但是,在下降后的五天内,粒子的强度又上升了。8 月 13 日,又有一次下降。不久之后,又恢复到之前的水平。你可以在下面的图中看到这些下降。

你可能还会注意到,大约在 8 月 25 日左右出现了第三次下降。这是十月份关于旅行者号可能离开太阳系的猜测的开始。但现实比这更复杂。

七年来,自从它在2004 年 12 月通过终端激波以来,旅行者号一直位于太阳的慢速移动粒子向各个方向随机移动的区域。但 8 月 25 日是它进入磁力高速公路的一天。现在,它突然进入了一个新的区域,太阳的粒子正在向星际空间流出,而来自宇宙射线的外部粒子正在流入。当天太阳粒子的强度下降,此后一直没有回升。

斯通说:“我们现在正处于迄今为止我们看到的最强的来自外部的粒子强度。”你可以从下面的图中看到。上半部分显示了与上面相同的数据,但下半部分是宇宙射线数据。

十月份没有勾选的关键标志是磁场数据的变化。在今天的新闻发布会上,美国宇航局戈达德太空飞行中心的旅行者号磁力计团队科学家伦纳德·布拉加解释说,自从旅行者号穿过边界进入新的磁力高速公路区域以来,磁场强度有所增加,并且保持在高于之前的水平。

但没有任何迹象表明旅行者1号已经到达太阳风层之外。“没有证据表明我们已经进入了星际磁场,”布拉加说。

旅行者号的科学家仍然不确定旅行者号需要多久才能离开这条高速公路,并最终进入星际空间。“可能还需要几个月,也可能还需要几年,”斯通说。“但我们相信这可能是我们和星际空间之间的最后一层。”

旅行者号的星际未来可能看起来有些黯淡,这取决于你如何看待它。到 2020 年,旅行者号的科学家将开始关闭一些仪器以节省剩余的电力储备。到 2025 年,电力将如此之低,以至于所有仪器都必须关闭。在那之后,旅行者号将漂流。

我们可能时不时地能够 ping 它,以检查它是否还在那里。但它将无法向我们发送任何数据。最终,即使是发射器也将停止工作。旅行者1号将独自一人。

4 万年后,它将经过我们最近的邻近恒星之一。尽管即使是那次经过,距离 1.6 光年也算不上近。在那之后,在旅行者号再次接近任何其他恒星之前,还需要数十亿年。

一方面,旅行者号将在星空中漫游,无法向我们发送它遇到的任何新世界的信息,这似乎令人难过。另一方面,在数十亿年后,旅行者号可能会到达另一颗恒星!人类制造的东西,永远存在于宇宙中。这是一个非常美好的想法。

但现在,我们仍在与两个旅行者号航天器进行通信。“我们每天都与两个航天器交谈,”旅行者号项目经理苏珊娜·多德说。“它们都很健康,并且正在继续这段不可思议的旅程。”

我拒绝现在就和旅行者1号说再见。它自己似乎也不太愿意告别。

*感谢评论中的 bradmiller 指出我最初在这里错打了“太阳系”。希望这不是一个预兆……

Kelly Oakes has a master's degree in science communication and a degree in physics, both from Imperial College London. She started this blog so she could share some amazing stories about space, astrophysics, particle physics and more with other people, and partly so she could explore those stories herself.

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