旅行者2号:我飞出太阳系了吗?
距地球超180亿公里,是史上飞得第二远的航天器;NASA认为飞出太阳系还需3万年
旅行者1号和2号都飞出了太阳风层顶,进入恒星际空间。来源/NASA官网
史上第二次,人造物体到达了恒星之间的星际空间。经过41年的飞行,旅行者2号探测器脱离了太阳风的范围,进入一片人类陌生的太空。
美国东部时间12月10日,在美国地球物理联合会(AGU)年度会议上,NASA旅行者号团队宣布了这一消息。
那么,旅行者2号飞出太阳系了吗?2012年,与旅行者2号同年发射的旅行者1号也飞出了日光层。但是对于这两个探测器是否飞出太阳系,一直有不同看法。这取决于对太阳系边界的定义。
NASA此次表示,太阳系的边界被认为在奥尔特云外缘之外,奥尔特云是一组仍然受太阳引力影响的小型物天体。旅行者2号需要大约300年才能到达奥尔特云的内部边缘。而飞越奥尔特云,则可能需要3万年。
旅行者2号11月5日飞越日光层外缘
旅行者2号目前距离地球超过110亿英里(180亿公里),相当于321个地球到火星的距离,4.7万个地球到月球的距离。研究人员仍可以与其通信,但以光速传播的通信信号,从旅行者2号到达地球大约需要16.5小时。而相比之下,从太阳出发的光只需要大约8分钟就能到达地球。
对比航天器上仪器的数据,NASA科学家确定旅行者2号于11月5日飞越了日光层的外缘。最重要的证据,来自其等离子体科学仪器(PLS),旅行者1号上同样的仪器在1980年就停止了工作。
仪器数据显示,直到最近,旅行者2号周围空间中弥漫的还主要是从太阳流出的等离子体。这种被称为“太阳风”的流出物形成了一个“泡沫”(即日光层),将太阳系中的行星包围在其中。
日光层的边界被称为太阳风层顶,是炎热的太阳风与寒冷、密集的星际介质相遇的地方。旅行者2号的“孪生兄弟”旅行者1号已经在2012年越过了这一边界,是目前飞得最远的航天器,旅行者2号的飞行距离紧随其后。
转折点发生在今年11月5日。科学家发现,这一天,PLS探测到的太阳风粒子速度急剧下降,而银河宇宙射线则相应增加。从那时起,等离子仪器观测到旅行者2号周围环境没有太阳风流动,这使得科学家有理由认为,探测器离开了日光层。
除了等离子体数据,NASA科学团队成员还得到了来自其他三种仪器的证据。宇宙射线子系统、低能带电粒子仪器和磁力计的数据,都说明旅行者2号越过了日光层。
“在日光层之外的星际空间区域,还有很多值得研究的地方。”NASA报道援引旅行者项目科学家艾德·斯通的话表示。
“我们的研究始于太阳,并延伸到太阳风所接触的一切。”NASA太阳物理学部主任尼古拉·福克斯说:“旅行者发回有关太阳影响边缘的信息,让我们对从未涉足的疆域实现了前所未有的一瞥。”
旅行者2号不会很快离开太阳系
太阳风尽处,恒星际空间开始了。
北京天文馆馆长朱进告诉记者,当宇宙射线量远远高于太阳风辐射量时,就可以说是进入了恒星际空间。“例如在太阳系8大行星的范围内,叫作行星际空间,而出了太阳风范围,就是恒星际空间。”对于星际空间的解释,NASA认为是“每个恒星等离子体影响领域之间的空间”。
然而,NASA也表示,进入恒星际空间后,旅行者1号和旅行者2号尚未离开太阳系,并且不会很快离开。
旅行者2号距离飞出太阳系还有多远?NASA称,太阳系的边界被认为超出了奥尔特云的外缘,奥尔特云的厚度估计从太阳开始大约1000个天文单位,并扩展到大约100000个天文单位。一个天文单位是从太阳到地球的距离,旅行者2号需要大约300年才能到达奥尔特云内部边缘,并且可能需要3万年才能超越它。
关于太阳系边界的界定,多位天文学家表示,目前定义并不确切。天文专家寇文表示,太阳系边界可以从很多角度来看,最保守的是八大行星的影响范畴。目前比较普遍接受的观点,是有太阳引力覆盖即为太阳系范畴,而朱进说,太阳引力理论上可以抵达无穷远。
中国航天科工二院研究员、国际宇航联合会空间运输委员会副主席杨宇光认为,即使飞出奥尔特云,也不能说是飞出了太阳系,因为奥尔特云之外仍有物体绕地球运转。
自20世纪60年代以来,大多数科学家将太阳系定义为奥尔特云边界之内。“当然,非正式地说,太阳系通常意味着太阳周围的行星区域。”NASA在一篇文章中也提出了这样的观点。
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