@ 2012.12.06 , 19:24

旅行者1号即将步入星际空间

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NASA 的旅行者1号(Voyager 1)是目前人类所发射过的最远的人造飞行器,它于1977年9月5日被发射。上图是旅行者1号在1980年11月16日所拍摄的土星的画面。由于旅行者1号最初的任务就是捕捉史无前例地清晰的木星与土星,所以在1980年的那一天之后,它的基本任务就被完成了。

不过旅行者1号还有另一个任务,这个任务延续至今:探索太阳系的外层空间。在过去的35年里,旅行者1号在自己和太阳之间拉出了一道110亿英里的距离,它在太空中移动的速度能达到11英里每秒。今天,它正在太阳系的最边缘,正准备进入天文学家所说的“星际介质”(interstellar medium)——但是在这一片区域里到底有什么?星际介质到底在哪里?天文学家是如何得知旅行者即将“冲出太阳系”的?

在提到星际介质(或者叫“I□□”)之前,我们先说说旅行者1号都去过哪些地方。自1977年被发射之后,旅行者1号就一直在逃离太阳风层(heliosphere)——太阳系内一个被太阳风流主导的区域——它们是带电的,由太阳释放的亚原子微粒:

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上面的图解中,I□□ 就是处在“太阳风宇宙泡泡”外层的物质。相信蛋友们对半人马座阿尔法星并不陌生,它是最接近我们的恒星系统,离地球有4光年——这段距离是旅行者1号在过去35年间走过的距离的几千倍。I□□ 就是在各个恒星系统的边缘分布的物质。

“旅行者现在正处于太阳系最外层的区域中,”旅行者项目科学家 Ed Stone 在去年12月 的时候曾经向人解释道。“[它]目前正处于一个滞止的状态,因为外层空间正将它向回推。要找出星际介质到底是什么样的,我们应该不需要等太长时间。”

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旅行者离太阳越远,它受太阳风影响就越小,这也就允许星际介质里的高能电子进入到太阳风层里来,这也就是之前 Stone 所说的“回推”。通过使用旅行者1号上的低能带电粒子仪(low-energy charged particle instrument)作为一种“风向标”,科学家们能够测算出太阳风是如何“轻拂”过旅行者1号的表面的——以及它的方向变化。太阳风的压力和从星际介质进入的高能电子的压力能量相抵消的地方,被称作是太阳风层顶(或者日球层顶)。简单来说,你可以将日球层顶认为是太阳系的尽头和星际空间开始的地方。

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所以到底还要多久旅行者1号才能彻底冲出太阳风层,进入星际空间呢?回到去年12月,旅行者1号上的“风向标”侦测到了 I□□ 中的高能电子正在往回流动,这也证明当时旅行者1号正在穿越一片全新的宇宙空间。几个月后,NASA 报告说又侦测到了一次来自 I□□ 的带电粒子的突然大量增强。自那以后,来自旅行者1号的相关数据波动一直很大,不过 NASA 的科学家普遍似乎普遍赞成,就在最近旅行者1号会作为首个进入星际空间的人造飞行器冲破太阳系,进入星际介质了。

本文译自 : iO9 ,由译者 keep_beating 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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