旅行者2號飛出太陽系，進入星際空間，這是我們人類的驕傲

2020-10-09 科學之美

雖然是人家美國的，但作為人類的我們，是否也能夠驕傲一下呢？旅行者1號在星際空間中有一個同伴：旅行者2號！愛荷華州大學的科學家報告表示：旅行者2號宇宙飛船已經進入星際空間(ISM)，這是由太陽向外吹出風產生氣泡狀邊界之外的空間區域。因此，旅行者2號成為繼旅行者1號於2012年飛出太陽系之後第二個脫離太陽影響的人造物體。在一項新的研究中，研究人員證實了旅行者2號在2018年11月5日進入星際空間的過程。

科學家注意到飛船上由愛荷華州領導的等離子體波儀器，檢測到的等離子體密度出現了明確躍變。等離子體密度的顯著增加是旅行者2號從太陽風炎熱、低密度等離子體特徵向星際空間冰涼、高密度等離子體旅行的證據，這也類似於旅行者1號穿越星際空間時所經歷的等離子體密度躍變，其研究發表在《自然天文學》期刊上。

這項研究的通訊作者，愛荷華州的科學家Don Gurnett揭示說：從歷史意義上講，隨著進一步進入星際空間，太陽風將會逐漸消失的舊觀念是不正確的。旅行者2號以及之前的旅行者1號表明：外面有一個明顯的邊界，包括等離子體在內的流體是如何形成邊界，這真是令人驚訝。Gurnett是UI物理和天文學系的榮譽退休教授，是旅行者2號上等離子體波儀器的首席研究員。

Gurnett也是旅行者1號上等離子體波儀器的主要研究人員，並撰寫了2013年發表在《科學》期刊上的研究報告，該研究證實旅行者1號已經進入了星際空間。旅行者2號進入星際空間時，距離太陽119.7個天文單位(AU)，或者說距離太陽超過110億英裡，旅行者1號在122.6 AU進入星際空間。1977年，旅行者1號和旅行者2號在幾周內相繼發射升空，在太空中有著不同的任務目標和軌道。

然而，它們進入星際空間時距離太陽的距離基本相同。這為日光層的結構提供了有價值的線索，形狀很像風襪的氣泡，是太陽風在延伸到太陽系邊界時產生的。愛荷華大學研究科學家、該研究的合著者比爾·庫爾特(Bill Kurth)解釋說：這意味著日光層是對稱的，至少在旅行者號太空飛行器相交的兩個點上是對稱的，這就是說，表面上的這兩個點幾乎處於相同的距離。

日鞘、日光層、太陽層頂

來自愛荷華州旅行者2號上儀器的數據還提供了關於日鞘厚度、日光層外部區域以及太陽風在星際空間中堆積點的額外線索，Gurnett將這一點比作城市街道上掃雪機的效果。愛荷華州的研究人員表示：日鞘的厚度各不相同，數據顯示旅行者1號比它的孿生兄弟旅行者2號多航行了10個AU（約15億公裡），到達了太陽風和星際風平衡的邊界，被認為是通往星際空間的交叉點。一些人認為旅行者2號將首先基於日光層模型進行穿越。

這有點像用顯微鏡看大象，兩個人拿著顯微鏡走到一頭大象面前，得到了兩種不同的測量結果。你不知道這兩個點之間發生了什麼，這些模型所做的就是試圖從這兩個點獲得信息，以及在飛行中所學到的信息，並建立一個與這些觀察結果相匹配的日光層全球模型。旅行者1號獲得的最後一次測量是當太空飛行器處於146AU，即距離太陽超過135億英裡時。等離子體波儀器正在記錄等離子體密度正在上升，來自太空船的數據饋送現在如此遙遠，以至於信息從太空船傳送到地球需要超過19個小時。

兩架旅行者號將比地球壽命更長，它們在自己的軌道上圍繞銀河系運行了50億年或更長時間。兩架旅行者號撞上任何東西的可能性幾乎為零，到那時他們可能看起來有點疲憊，愛荷華州的這項研究是發表在《自然天文學》期刊上五篇關於旅行者2號的論文之一。這些論文確認了旅行者2號進入星際空間的過程，並提供了關於太陽頂層特徵的詳細信息。

博科園｜研究/來自：愛荷華大學

參考期刊《自然天文學》

DOI: 10.1038/s41550-019-0929-2

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