新的数据显示,旅行者1号可能随时离开太阳系

这本不应该发生在 2014 年之前。

根据探测器自身和卡西尼探测器的新数据,旅行者 1 号航天器可能比科学家们预期的要早得多,已经穿越了我们太阳系边缘的星际边界。这一里程碑——标志着地球制造的第一个物体将永远离开太阳的影响范围——可能随时发生。根据科学家们的最佳估计,它将在 2012 年底发生。

旅行者 1 号正以每小时 114,155 英里的速度远离太阳,大约每 0.03 秒行进一英里,不到 15 分钟就能绕地球一圈。以如此惊人的速度,这艘航天器每三年就能穿越十亿英里。目前,它正在穿越日鞘,这是一个标志着太阳释放出的带电粒子巨大气泡向外边界的区域。

科学家们不确定日鞘的确切厚度,因此无法精确确定航天器何时会冲破被称为日顶的边界。但新数据显示,它距离太阳的距离可能在 100 亿到 140 亿英里之间,最佳估计约为 110 亿英里。旅行者 1 号距离太阳略远于 108 亿英里,因此根据《自然》杂志上的一项新研究,它可能随时离开。

“旅行者 1 号每三年向外加速十亿英里,所以我们可能不用等太久,”旅行者项目科学家 Ed Stone 说,他目前在美国加州理工学院帕萨迪纳分校工作。

去年春天,旅行者 1 号上的仪器注意到太阳风已经停止,其速度已从每小时 150,000 英里减慢。具体来说,数据显示撞击旅行者 1 号迎风面的带电粒子的速度与航天器自身的速度相匹配。科学家们起初认为这可能是一个异常现象,但截至今年二月,太阳风仍然没有吹动,这表明它已经受到了星际区域星际磁场压力的阻挡。

这表明存在一个此前未曾预测到的厚厚的太阳系外围过渡区域,并且旅行者号可能非常接近日顶,也就是太阳影响范围与星际空间影响范围之间的边界。

“这种近乎零流出的扩展过渡层与预测日顶日流急剧过渡的理论相矛盾——这意味着,我们再次需要修改我们的模型,”约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室的 Stamatios Krimigis 说,他是制造这一发现的仪器的首席研究员。

这是这艘 34 岁高龄的旅行者号在过去两周内取得的第二项新突破。上周,我们了解到这艘航天器正在穿越一个泡沫状的磁泡海,这是太阳系边缘磁力线交叉重合造成的奇怪现象。这些气泡会影响宇宙射线穿透太阳保护层速度,但目前尚不清楚它们是有益的(捕获宇宙射线)还是有害的(帮助射线向太阳方向,也就是向我们移动)。

这些最新数据来自旅行者号的低能带电粒子仪器(在下图中右侧的臂上)和卡西尼号的磁层成像仪器。根据喷气推进实验室的一份新闻稿,卡西尼号仪器测量了从外部流入太阳系的低能中性原子。新的计算使科学家们估计日鞘的大小约为 110 亿英里。

美国国家航空航天局 (NASA)

旅行者 2 号距离太阳约 90 亿英里,因此它将在其孪生兄弟之后穿越边界。

旅行者号探测器于 1977 年发射,踏上了为期数十年的太阳系之旅,拍摄了木星和土星系统以及天王星和海王星的照片并进行了测量。旅行者 2 号至今仍是唯一访问过这两颗遥远巨行星的航天器。

航天器利用遥远行星的引力获得动量,从而得以借助引力弹射离开太阳并驶向星际空间。美国宇航局至今仍每天与它们保持通信。

当旅行者 1 号进入真正的星际空间时,科学家们将能够知道,因为来自日鞘的热粒子密度将突然下降,而来自星际等离子体的冷粒子密度将
增加。然而,没有人确切知道旅行者 1 号穿越该边界时会发生什么。但听起来我们很快就能知道了。

 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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