NASA旅行者二號(hào)探測(cè)器發(fā)現(xiàn)星際空間比我們所想象的還要更加怪異

2025-12-10 18:59:20 分類(lèi)：熱點(diǎn) 閱讀(3)

這張插畫(huà)顯示美國(guó)航天總署（NASA）航海家一號(hào)和航海家二號(hào)探測(cè)器已經(jīng)位在太陽(yáng)圈（heliosphere）之外。現(xiàn)星想象深圳福田如何獲得外圍信息vx《1662-044-1662》提供外圍女上門(mén)服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá) 太陽(yáng)圈是際空間比太陽(yáng)產(chǎn)生的保護(hù)性氣泡，范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)延伸超過(guò)冥王星軌道。更加怪異 ILLUSTRATION BY NASA/JPL-CALTECH

旅行者一號(hào)和旅行者二號(hào)的偉大旅程
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)美國(guó)國(guó)家地理（撰文：MICHAEL GRESHKO 編譯：邱彥綸）：旅行者二號(hào)（Voyager 2）是有史以來(lái)第二艘穿越我們與銀河系期它部分邊界的宇宙飛船。
美國(guó)航天總署的探測(cè)旅行者二號(hào)在離家數(shù)十億公里的暗黑太空之中，為太空探索立下了里程碑，現(xiàn)星想象在2018年11月，際空間比成為有史以來(lái)第二艘進(jìn)入星際空間的更加怪異宇宙飛船。 值此周年之際，旅行科學(xué)家發(fā)表了當(dāng)時(shí)旅行者二號(hào)穿越邊界時(shí)所觀(guān)測(cè)到的探測(cè)情況，這讓人類(lèi)對(duì)太陽(yáng)系的現(xiàn)星想象某些重大奧秘有了嶄新的理解。
五篇刊登在11月7日出版的際空間比《自然天文學(xué)》（Nature Astronomy）期刊的文章，發(fā)表了這些最新發(fā)現(xiàn)，更加怪異這是首度有宇宙飛船直接對(duì)充斥星際空間和太陽(yáng)系最遠(yuǎn)范圍的帶電霧霾──或電漿──進(jìn)行采樣。 這也是深圳福田如何獲得外圍信息vx《1662-044-1662》提供外圍女上門(mén)服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)旅行者二號(hào)宇宙飛船的另一次「第一」，它在1977年發(fā)射升空后首度（也是唯一一次）飛越冰質(zhì)巨行星天王星和海王星。
旅行者一號(hào)在2012年完成了同樣的壯舉，而旅行者二號(hào)追隨著他的兄弟沖向星際空間。 這兩艘宇宙飛船收集到的數(shù)據(jù)有許多共同特征，像是它們?cè)谛请H空間所遭遇到的粒子總密度。 但有趣的是，這對(duì)雙胞胎宇宙飛船在離開(kāi)太陽(yáng)系時(shí)也看到了一些關(guān)鍵差異，讓我們對(duì)太陽(yáng)在銀河系中的運(yùn)動(dòng)又有了新的疑惑。
加州理工學(xué)院（California Institute of Technology）的旅行者號(hào)計(jì)劃科學(xué)家──物理學(xué)家埃德． 史東（Ed Stone）在新聞發(fā)布會(huì)上這么說(shuō)：｢這確實(shí)是一趟美妙的旅程。 」
「人類(lèi)能夠探索星際空間真是令人興奮，」未參與這項(xiàng)研究的普林斯頓大學(xué)（Princeton University）博士后研究員──物理學(xué)家杰米． 蘭金（Jamie Rankin）補(bǔ)充說(shuō)道，「自旅行者一號(hào)穿越太陽(yáng)系邊界以來(lái)，我們就成為星際旅行者了。 但現(xiàn)在旅行者二號(hào)的穿越令人更加興奮，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在可以比較星際介質(zhì)中兩個(gè)非常不同的位置。 」
美國(guó)航天總署的旅行者二號(hào)在離家數(shù)十億公里的暗黑太空之中，為太空探索立下了里程碑，在2018年11月，成為有史以來(lái)第二艘進(jìn)入星際空間的宇宙飛船。 值此周年之際，科學(xué)家發(fā)表了當(dāng)時(shí)旅行者二號(hào)穿越邊界時(shí)所觀(guān)測(cè)到的情況，這讓人類(lèi)對(duì)太陽(yáng)系的某些重大奧秘有了嶄新的理解。
五篇刊登在11月7日出版的《自然天文學(xué)》（Nature Astronomy）期刊的文章，發(fā)表了這些最新發(fā)現(xiàn)，這是首度有宇宙飛船直接對(duì)充斥星際空間和太陽(yáng)系最遠(yuǎn)范圍的帶電霧霾──或電漿──進(jìn)行采樣。 這也是旅行者二號(hào)宇宙飛船的另一次「第一」，它在1977年發(fā)射升空后首度（也是唯一一次）飛越冰質(zhì)巨行星天王星和海王星。
旅行者一號(hào)在2012年完成了同樣的壯舉，而旅行者二號(hào)追隨著他的兄弟沖向星際空間。 這兩艘宇宙飛船收集到的數(shù)據(jù)有許多共同特征，像是它們?cè)谛请H空間所遭遇到的粒子總密度。 但有趣的是，這對(duì)雙胞胎宇宙飛船在離開(kāi)太陽(yáng)系時(shí)也看到了一些關(guān)鍵差異，讓我們對(duì)太陽(yáng)在銀河系中的運(yùn)動(dòng)又有了新的疑惑。
加州理工學(xué)院（California Institute of Technology）的旅行者號(hào)計(jì)劃科學(xué)家──物理學(xué)家埃德． 史東（Ed Stone）在新聞發(fā)布會(huì)上這么說(shuō)：｢這確實(shí)是一趟美妙的旅程。 」
「人類(lèi)能夠探索星際空間真是令人興奮，」未參與這項(xiàng)研究的普林斯頓大學(xué)（Princeton University）博士后研究員──物理學(xué)家杰米． 蘭金（Jamie Rankin）補(bǔ)充說(shuō)道，「自旅行者一號(hào)穿越太陽(yáng)系邊界以來(lái)，我們就成為星際旅行者了。 但現(xiàn)在旅行者二號(hào)的穿越令人更加興奮，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在可以比較星際介質(zhì)中兩個(gè)非常不同的位置。 」
泡泡內(nèi)部
要了解旅行者二號(hào)的最新發(fā)現(xiàn)，我們得先了解太陽(yáng)并不是顆安靜燃燒的光球。 我們的恒星是座翻騰不已的核熔爐，以每小時(shí)約72萬(wàn)4000公里的速度在銀河系中飛馳，繞著銀河系中心繞行。
太陽(yáng)還會(huì)因?yàn)榕で霓p狀磁場(chǎng)而分裂，因此表面不斷散發(fā)出稱(chēng)為太陽(yáng)風(fēng)（solar wind）的微弱帶電粒子流。 一陣陣的太陽(yáng)風(fēng)伴隨著太陽(yáng)磁場(chǎng)，向四面八方高速奔馳，最后太陽(yáng)風(fēng)會(huì)撞上星際介質(zhì)──遠(yuǎn)古恒星爆炸產(chǎn)生的碎片四散在恒星之間的太空。
就像是油和水一樣，太陽(yáng)風(fēng)和星際介質(zhì)不會(huì)完美地混合在一起，因此太陽(yáng)風(fēng)在星際介質(zhì)中形成了一個(gè)稱(chēng)作「太陽(yáng)圈」的泡泡。 根據(jù)旅行者號(hào)的數(shù)據(jù)，這個(gè)氣泡的前緣從太陽(yáng)向外延伸約177億公里，包覆住太陽(yáng)、八顆行星以及繞著這顆恒星運(yùn)行的許多外圍天體。 太陽(yáng)圈相當(dāng)重要，能夠保護(hù)屏蔽其中的所有物體，包括讓我們脆弱的DNA不受大多數(shù)來(lái)自銀河系最高能量輻射的危害。
太陽(yáng)圈最外層的邊緣稱(chēng)為「日球?qū)禹敗梗╤eliopause），這里代表著星際空間的起始之處。 理解這個(gè)邊界，對(duì)我們了解太陽(yáng)穿越銀河系的旅程來(lái)說(shuō)相當(dāng)具有啟發(fā)性，這反過(guò)來(lái)又可以告訴我們更多有關(guān)散布在宇宙中其他恒星的情況。
「我們?cè)噲D了解邊界的性質(zhì)，這兩種風(fēng)在這里碰撞并混合在一起，」史東在簡(jiǎn)報(bào)中表示，「它們?nèi)绾位旌希卸嗌傥镔|(zhì)從氣泡的內(nèi)部流到外部，又有多少物質(zhì)從氣泡的外部流到內(nèi)部呢？ 」
科學(xué)家是在2012年8月25日旅行者一號(hào)首度進(jìn)入星際空間時(shí)，才首度得以一窺日球?qū)禹敗?起初的觀(guān)測(cè)結(jié)果讓他們傷透腦筋。 像是研究人員現(xiàn)在知道星際磁場(chǎng)比預(yù)期強(qiáng)了大約二至三倍，這表示星際粒子在太陽(yáng)圈上施加的壓力比先前認(rèn)為的還要大上十倍。
美國(guó)航天總署總部的計(jì)劃科學(xué)家──物理學(xué)家派崔克． 科恩（Patrick Koehn）說(shuō)：「這是我們首度能夠真正體驗(yàn)星際介質(zhì)的平臺(tái)，因此這艘宇宙飛船是個(gè)名符其實(shí)的開(kāi)創(chuàng)先鋒。 」
滲漏的邊界
盡管旅行者一號(hào)顛覆了科學(xué)家的預(yù)期，但它所帶來(lái)的啟示仍不夠完備。 旅行者一號(hào)用來(lái)測(cè)量電漿溫度的儀器早在1980年就已經(jīng)停止運(yùn)作。 不過(guò)旅行者二號(hào)的電漿儀器仍能正常運(yùn)作，因此當(dāng)它在2018年11月5日越過(guò)日球?qū)禹敃r(shí)，科學(xué)家可以對(duì)這個(gè)邊界有更清楚的認(rèn)識(shí)。
這讓研究人員首度觀(guān)測(cè)到，當(dāng)物體抵達(dá)距日球?qū)禹敳坏?.3億公里時(shí)，它周?chē)碾姖{速度會(huì)變得更慢、溫度上升且更為稠密。 在邊界的另一側(cè)，星際介質(zhì)的溫度至少有攝氏3萬(wàn)度，這比預(yù)期的溫度還要更高。 但此處的電漿非常稀薄且彌散，因此旅行者號(hào)探測(cè)器周?chē)钠骄鶞囟热匀幌喈?dāng)?shù)汀?br>此外，旅行者二號(hào)證實(shí)了日球?qū)禹斒莻€(gè)滲漏的邊界──而且兩個(gè)方向都會(huì)滲漏。 在旅行者一號(hào)穿過(guò)日球?qū)禹斨埃杆俅┰搅诵请H粒子往日球?qū)禹敂D壓形成的卷須──就像是樹(shù)根向內(nèi)穿入巖石那樣。 但是旅行者二號(hào)看到了低能量粒子的細(xì)流，往日球?qū)禹斚蛲庋由爝_(dá)數(shù)億公里之遠(yuǎn)。
當(dāng)旅行者一號(hào)進(jìn)入日球?qū)禹?3億公里之內(nèi)時(shí)，另一個(gè)謎團(tuán)出現(xiàn)了，它進(jìn)入了一個(gè)像是邊境的區(qū)域，在那里向外的太陽(yáng)風(fēng)逐漸減速。 在穿越日球?qū)禹斨埃眯姓叨?hào)觀(guān)測(cè)到太陽(yáng)風(fēng)形成了一種完全不同的層次，奇怪的是這層的寬度幾乎與旅行者一號(hào)所見(jiàn)的停滯層相同。
「那非常、非常奇怪，」科恩說(shuō)，「這的確告訴我們，還需要更多的數(shù)據(jù)。 」
星際續(xù)集？
想要解決這些難題，得對(duì)整個(gè)太陽(yáng)圈有更深入的認(rèn)識(shí)。 旅行者一號(hào)在靠近太陽(yáng)圈的前緣處離開(kāi)，與星際介質(zhì)發(fā)生碰撞；而旅行者二號(hào)則沿著太陽(yáng)圈的左側(cè)離開(kāi)。 我們沒(méi)有太陽(yáng)圈尾流的數(shù)據(jù)，因此太陽(yáng)圈的整體形狀仍然成謎。 星際介質(zhì)的壓力可能會(huì)使太陽(yáng)圈大致保持球形，但也可能有像彗星一樣的尾巴，或者是像牛角面包一樣的形狀。
但是，盡管其他宇宙飛船目前正在向外飛行，但未來(lái)它們無(wú)法從日球?qū)禹攲?shù)據(jù)送回地球。 美國(guó)航天總署的新視野號(hào)（New Horizons）宇宙飛船正在以超過(guò)每小時(shí)5萬(wàn)公里的速度向外離開(kāi)太陽(yáng)系，并且會(huì)在2030年代耗盡電力，將在距太陽(yáng)圈外緣不到16億公里的地方陷入沉寂。 這就是旅行者號(hào)計(jì)劃的科學(xué)家和其他人呼吁進(jìn)行后續(xù)星際探測(cè)的原因。 目標(biāo)是為期50年的多世代任務(wù)，在前往太陽(yáng)風(fēng)以外的未探索區(qū)域時(shí)，也能探測(cè)太陽(yáng)系的外圍區(qū)域。
「這里是整個(gè)泡泡，我們只從其中的兩點(diǎn)穿越，約翰． 霍普金斯大學(xué)（Johns Hopkins University）應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室（Applied Physics Laboratory）太空系的榮譽(yù)系主任斯塔瑪提奧． 克里明吉斯（Stamatios Krimigis）在簡(jiǎn)報(bào)中說(shuō)表示，「兩個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)是不夠的。 」
新一代的科學(xué)家也渴望握著接力棒向前奔跑，其中包括在加州理工學(xué)院獲得博士學(xué)位的蘭金，她的論文是有關(guān)旅行者一號(hào)的星際數(shù)據(jù)，史東則是她的指導(dǎo)教授。
「處理在我出生前發(fā)射宇宙飛船的最新數(shù)據(jù)真是太神奇了，」她說(shuō)：「我真的很感謝所有在旅行者號(hào)上花費(fèi)了這么多時(shí)間的人。 」