

全世界的目光可能都聚焦在火星上,仅上周,“机智号”直升机就在火星上成功起飞,“毅力号”探测器也在火星上制造了氧气。但更远——远得多——的旅行者1号,这个最古老的太空探测器之一,也是距离地球最远的人造物体,仍在进行科学探测。
该探测器已经进入任务的第四个十年,自1980年飞掠土星以来,它就没有接近过任何行星。但即使它越来越远离昏暗的太阳,它仍在向地球发送信息,正如科学家们最近在《天体物理学杂志》上报道的那样。
数十年来,旅行者号以每秒约11英里(17公里)的速度航行。每年,它还会离我们远去3.5个天文单位(地球与太阳之间的距离)。现在,它正准备离开这个太阳系,同时仍在向地球发送信息。
关于“太阳系边缘”有多种理解方式。其中一种是边界区域,称为日鞘。这是太阳风(太阳不断喷射出的带电粒子汤)太弱,无法抵御星际介质——充满大部分空间的等离子体、尘埃和辐射——的边界。
爱荷华大学的天体物理学家Bill Kurth自旅行者1号发射前就开始与其合作,他说,当旅行者1号于1977年离开地球时,没有人确定日鞘在哪里。当时一些科学家甚至认为日鞘的距离只有10个甚至5个天文单位——大约是旅行者1号在1979年和1980年飞掠过的木星或土星的轨道附近。
实际上,日鞘大约在120个天文单位之外。我们之所以知道这一点,部分原因在于旅行者1号在2012年8月,也就是离开地球三十五年后,就穿越了日鞘。这使得探测器真正进入了星际空间。
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在这里,空间充满了星际介质——但你看不到多少。地球海平面上一个立方英尺的空气所含的分子数量,即使是星际介质最密集区域的同等大小的立方体,也比其多出万亿倍。旅行者1号正在穿越的区域更加稀疏。而且,在大多数时候,它是宁静的。
但每隔几年,当旅行者1号记录下更多关于这里等离子体和尘埃的数据时,它总会发现一些东西。例如,在2012年和2014年,旅行者1号都感到了一次冲击。根据Kurth的说法,旅行者1号记录到的是一次磁场尖峰,伴随着一股高能电子的爆发,导致了强烈的、振荡的电场。这些冲击是太阳最远的影响,它们甚至在日鞘之外扩散。
旅行者1号在2020年遇到的是磁场强度的又一次跃升,但没有那些强烈的电场振荡。科学家们反而认为这是一种压力波,一种更微妙的扰动,正在向星际介质扩散。旅行者1号此前在2017年也遇到过类似的情况。
麻省理工学院的天体物理学家Jon Richardson(不是该论文的作者)表示,这一最新发现表明旅行者1号仍有可能让科学家们感到惊喜。他说,通常情况下,探测器需要经历周围等离子体的冲击才能测量其密度。但通过这样的观测,科学家们找到了一个方法,可以利用旅行者1号持续监测其密度——距离我们超过130亿英里。
Richardson还表示,这些发现表明旅行者1号仍在感受太阳的触角,远在日鞘之外数十亿英里。“太阳仍然有重大影响,”他说,“远远超出了日球层。”
与此同时,旅行者1号仍然在太阳的引力影响范围内。科学家们预计,大约300年后,旅行者1号将开始进入奥尔特云的内边缘,奥尔特云是围绕太阳延伸数光年的彗星尘埃带。
我们实际上从未*看到*过奥尔特云的证据,但令人遗憾的是,旅行者1号可能不会揭示它。该探测器确实是“借着时间”在运行。为其发电机提供动力的放射性同位素——238钚——的半衰期约为88年。
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因此,旅行者1号开始失去燃料。科学家们已经不得不选择哪些部件需要保持功能。到2020年代中期,该探测器很可能连一个仪器都无法供电。
尽管如此,像Kurth这样的科学家仍希望他们能让探测器的寿命延长到2027年,也就是它发射50周年。Kurth说,这是一个连旅行者1号的设计者都未曾预见到的里程碑。