“旅行者2號”星際穿越首批數據發佈
2019年11月05日09:41

“旅行者2號”探測器 圖片來源:NASA
“旅行者2號”探測器 圖片來源:NASA

  本報訊 本週出版的《自然—天文學》雜誌發表了一系列論文,報導了美國宇航局(NASA)的“旅行者2號”探測器在星際空間發回的首批數據。

  這些論文確認了“旅行者2號”探測器於2018年11月5日進入星際空間,其當時與地球的距離是地球和太陽距離的119倍。(當時“旅行者1號”探測器距離太陽216億公里;“旅行者2號”探測器則距離這顆恒星180億公里)

  論文還闡述了日球層頂的具體性質——日球層頂是太陽系的最外層結構,也是日光層和星際空間之間的邊界。

  “旅行者2號”探測器是第二個穿越日光層邊界的探測器。而“旅行者1號”探測器在2012年進入星際空間,傳回了非常寶貴的日球層頂數據。但是,由於探測器上的等離子體設備損壞,研究人員無法收集到那次穿越的完整數據。

  現在,作為人類最遙遠的使者,這兩艘旅行者號探測器都航行在太陽的影響範圍,即日光層之外。日光層猶如宇宙中的一個巨大氣泡,太陽及太陽系行星等處於“氣泡”內。該探測任務也成為NASA運行最久的太空探索任務。

  “旅行者2號”探測器當時發回的信號比“旅行者1號”探測器的信號要清晰得多,後者波動的信號花了幾個月的時間才引起了科學家的注意。

  這些信號以光速從它目前位置需要約16.5小時才能傳回地球,而從地球傳到太陽只需約8分鍾。

  此次發表的這5篇論文報導了“旅行者2號”探測器進入星際空間時的初步測量數據,並重點比較了與“旅行者1號”穿越的異同之處。

  不同於“旅行者1號”探測器,“旅行者2號”探測器上的設備數據顯示日光層的邊界更薄更平滑,之後的星際磁場也更強。

  在其中的一篇論文中,劍橋市麻省理工學院天文學家John Richardson和同事認為,穿越日球層頂發生在不到一天的時間內,而最靠近日球層頂的星際介質比預期的更熱,也更多變。

  在另一項研究中,帕薩迪納市加州理工學院天文學家Edward Stone和同事通過觀測發現,日球層頂和星際空間之間有一個層,而太陽風和星際風會在這個層中相互作用。但“旅行者1號”探測器並未發現這個層。

  綜合所有結果,研究人員認為,“旅行者1號”探測器和“旅行者2號”探測器的部分差異可能來自於太陽活動水平的變化,其他差異則可能與探測器運行的不同軌道有關。

  研究人員指出,星際空間的具體性質仍有待解答;離太陽更遠、尚未探索過的空間結構也存在爭議。

  R。 Du Toit Strauss在一篇同時發表的文章中寫道,“隨著旅行者探測器進一步深入星際空間,它們會探索新的區域並傳回新的獨特數據,只有它們的直接觀測才能讓這些爭論塵埃落定。”

  這兩艘旅行者號探測器都在1977年發射。“旅行者2號”探測器先發射16天,但“旅行者1號”探測器的軌道更快,因此很快就超過了它的孿生兄弟。這兩艘旅行者號探測器都訪問了木星和土星,對這些巨大的氣體行星進行了首次近距離探測。NASA隨後改變了“旅行者2號”探測器的飛行路徑,後者又訪問了天王星和海王星,標誌著人類對這兩顆行星的首次探索。

  “旅行者2號”探測器的最初設計壽命為5年,到現在已運行了42年。

  對於這兩艘旅行者號探測器是否已飛出太陽系,存在不同觀點。有觀點認為它們飛出日光層,就已飛出太陽系。但也有觀點認為太陽系的邊界是仍受太陽引力影響的“奧爾特雲”,它的位置更遙遠,“旅行者2號”探測器可能還需300年才能接近奧爾特雲,可能還需3萬年才能飛出奧爾特雲。

  NASA之前曾表示,這兩艘旅行者號探測器攜帶有關於人類文明的聲音、圖片和影像,有望在數十億年後仍然在宇宙傳遞人類文明的信息。(趙熙熙)

  來源:中國科學報

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