飛了185億公裡，旅行者2號發現蹊蹺怪事：真空中物質竟越來越密集

2020-10-24 徐德文科學頻道
太空很空，比地球上我們能夠製造的真空還空得多，但它並不是絕對的空，總還是有一些粒子存在，我們發射的探測器能夠測出太空的物質密度。
美國宇航局（NASA）上世紀70年代發射的兩艘太空飛行器旅行者1號和2號都已飛出了太陽系的日球層頂，進入了星際空間。你想的可能是，星際空間應該更空曠，物質密度應該低於太陽系內部，然而這兩艘飛船最新發回的數據卻讓人大跌眼鏡，越往星際空間深處飛，它們測得的物質密度反而越來越大，這究竟是怎麼回事呢？科學家們暫時還無法準確解釋。
旅行者1號和2號都是在1977年發射的，經過35年和41年的長途跋涉後，它們分別在2012年和2018年穿過了日球層頂——太陽風和星際介質交匯的地方，正式進入了星際空間。
在太陽系裡，太陽風的質子和電子密度平均為3-10個/立方釐米，離太陽越遠，其密度就越低。而根據此前的計算，銀河系中星際介質的平均電子密度約為0.037個/立方釐米，日球層頂以外的等離子體密度約為0.002個電子/立方釐米。可以作為對比的是，一個50公斤的人，身體裡每立方釐米大約有200萬億億個粒子，人類製造的保溫瓶，所謂的真空裡面仍然有1萬億到100萬億個粒子。
兩艘旅行者號飛船穿越日球層頂時，其等離子體波科學儀器都探測到了等離子體的電子密度，旅行者1號在183億公裡處探測到0.055個電子/立方釐米，旅行者2號在179億公裡處探測到0.039個電子/立方釐米，兩者數值基本一致。
但在星際空間中繼續飛行了29億公裡後，旅行者1號發來了令人吃驚的數據，星際介質的密度增加到了0.13個電子/立方釐米；而旅行者2號僅僅多飛了6億公裡，到達185億公裡處，就發現介質密度增加到了0.12個電子/立方釐米。
這究竟是怎麼回事呢？科學家們百思不得其解，雖然比起地球表面1立方釐米空氣中就有10萬億個電子來，這個密度似乎不足掛齒，但在星際空間這卻是一個非常重要的問題，尤其是還不知道這是什麼原因導致的情況下。
研究人員認為一種可能性是，當星際磁場線覆蓋在日球層頂時，磁場線會變得更強，可能會形成一種電磁離子迴旋不穩定性，耗盡覆蓋區域的等離子體，而旅行者2號也確實在穿越日球層頂時探測到了比預期更強的磁場。
另一種可能則是，星際風吹來的物質在到達日球層頂時會減速，從而導致某種交通堵塞，這可能在新視野號上已經探測到了，它在2018年捕捉到了日球層頂中中性氫積聚產生的微弱紫外線信號。
科學家們認為，也有可能是這兩種機制都同時發揮了作用，未來旅行者號傳回更多的數據，或許有助於搞清楚這個問題。 
是不是完全無法想像？我們自認真空的保溫瓶，粒子數竟然達到了每立方釐米上萬億顆；我們認為的完全真空，銀河系的星際空間，每立方釐米仍然有0.1個粒子，相當於我們身體大小的空間裡，就有數千個粒子；尤其不可思議的是，人類四十多年前製造的探測器，飛到如此遙遠的地方竟然還能用，還能探測出比保溫瓶真空稀薄十萬億倍以上真空中的粒子數目，科學家們還能從中發現細微的差別，並努力尋找原因以徹底了解宇宙的奧秘，人類文明的發展，可能早就已經超出絕大多數人的認知視界以外了。如果我們不能伸長脖子努力眺望這個視界，也許很快就會被科學淘汰。
這項研究發表在8月25日《天體物理學雜誌快報》上。
參考：
The Astrophysical Journal Letters：Observations of a Radial Density Gradient in the Very Local Interstellar Medium by Voyager 2

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  • 飛了185億公裡,旅行者號發現真空中物質竟越來越密集,究竟怎麼回事?
    美國宇航局（NASA）上世紀70年代發射的兩艘太空飛行器旅行者1號和2號都已飛出了太陽系的日球層頂，進入了星際空間。你想的可能是，星際空間應該更空曠，物質密度應該低於太陽系內部，然而這兩艘飛船最新發回的數據卻讓人大跌眼鏡，越往星際空間深處飛，它們測得的物質密度反而越來越大，這究竟是怎麼回事呢？科學家們暫時還無法準確解釋。
  • 飛了185億公裡，旅行者號發現真空物質越來越多，究竟怎麼了？
    美國宇航局（NASA）上世紀70年代發射的兩艘太空飛行器旅行者1號和2號都已飛出了太陽系的日球層頂，進入了星際空間。你想的可能是，星際空間應該更空曠，物質密度應該低於太陽系內部，然而這兩艘飛船最新發回的數據卻讓人大跌眼鏡，越往星際空間深處飛，它們測得的物質密度反而越來越大，這究竟是怎麼回事呢？科學家們暫時還無法準確解釋。
  • 真空裡面是空的嗎?這個探測器飛了185億公裡,找到真空內物質
    人類第一次發現真空現象的時間，可以追溯到1641年，來自義大利的科學家託裡拆利在一次偶然的實驗中發現了真空現象。如果我們在一個盆中裝滿水，然後在一隻試管中也裝滿水，這時候，我們用水將試管口捂住，將其倒放插入水中，我們會發現試管中的水是滿的。但是，如果我們將水換成水銀呢？水銀作為一種常溫下呈液態的金屬元素，擁有特殊的性質。
  • 距地球200億公裡，旅行者2號在所謂的太空，反而發現更多物質
    並且，隨著它飛行得越來越遠，所能夠提供的信息也越來越寶貴和驚人。最近，旅行者2號項目的團隊根據探測器傳回的信息發現：隨著它越來越遠離太陽，檢測到的空間密度呈現出上升的趨勢。同時，太空中還有來自其他天體的宇宙輻射。在靠近太陽的地方，太陽風更加強大，隨著距離越來越遠，太陽風的強度也在下降，並在某個地方和宇宙輻射達到平衡。所有這些平衡點連接在一起，就是太陽系的日球層頂。日球層頂內部是太陽系的日球層，外側就是VLIM，旅行者1號和2號突破的其實只是這個邊界。
  • 旅行者1號已經飛了222億公裡，它為什麼不會撞上太空中的小行星？
    ，本來人類非常有信心可以實施載人飛出太陽系，結果發現人類自詡發達的科技相對於太陽系來說實在太落後了，人類雖然登上了月球，但是月球距離地球只有38萬公裡，而如果從地球飛出太陽系的話，路程高達148億公裡，所以人類實施載人飛出太陽系不太現實，不過人類沒有放棄飛出太陽系的夢想，在無法實施載人航天飛出太陽系的情況下，人類退而求之實施了深空探測計劃，這個計劃就是發射多個深空探測器飛出太陽系提前踩點。
  • 旅行者1號已經飛了222億公裡,它為什麼不會撞上太空中的小行星?
    阿波羅登月是人類航天的巔峰之作人類在成功實施阿波羅登月工程之後，把下一個目標放在飛出太陽系，本來人類非常有信心可以實施載人飛出太陽系，結果發現人類自詡發達的科技相對於太陽系來說實在太落後了，人類雖然登上了月球，但是月球距離地球只有38萬公裡，而如果從地球飛出太陽系的話，路程高達148億公裡，所以人類實施載人飛出太陽系不太現實
  • 進入星際空間後，旅行者號發現奇怪的現象：空間密度越來越高
    近日，旅行者號項目的研究團隊表示，185億公裡外，旅行者號發現空間密度越來越高，這是怎麼回事呢？我們需要先來簡單科普一下。太陽的內部每時每刻都在發生著核聚變，除了不斷地釋放出光和熱之外，太陽還會向外發射出大量的高能等離子體帶電粒子流，也就是我們所稱的太陽風。
  • 185億公裡之外,旅行者2號傳回了重要數據,卻無人能夠看懂
    因此，旅行者1號和旅行者2號誕生，不僅肩負著探索太陽系邊緣的狀況，還肩負著從太陽系出來尋找外星文明的任務。 1977年，旅行者1號和旅行者2號相繼發射，向廣闊的星空前進。旅行者1日中途不需要更多的停留，其目標是直接向太陽系邊緣前進，因此旅行也最快。到2013年9月12日，它已經飛出日球頂部，進入了星際空間。
  • 美國旅行者號飛了190億公裡,它到底是怎麼給地球傳照片的?
    美國旅行者號飛了190億公裡，它到底是怎麼給地球傳照片的？
  • 185億公裡之外,旅行者2號傳回了珍貴數據,卻無人能夠看懂
    於是旅行者1號和旅行者2號就誕生了，它們除了肩負著探索太陽系邊緣的情況之外，還肩負著走出太陽系，搜尋外星文明的任務。1977年，旅行者1號和旅行者2號先後發射升空，朝著茫茫的星空前進。旅行者1號由於不用在中間進行更多的停留，它的目標更直接那就是一直朝著太陽系邊緣前進，所以它的行程也是最快的。到2013年9月12日，它已經飛出日球頂層，進入了星際空間。
  • 旅行者1號能避開柯伊伯帶密集的小行星碎片安全飛出太陽系嗎?
    它會朝半人馬座a星飛去，距離我們最近的比鄰星有4.22光年，按照旅行者1號現在每秒鐘17公裡的速度，如果不出意外，將在7萬4千4百年後經過那裡，然後再繼續向前飛去，飛往銀河系中心。柯伊伯帶是一個科學家猜想的小行星密集帶，這個帶的厚度和界限目前沒有明確的定義，一般認為在距太陽30個天文單位延伸到55個天文單位。
  • 185億公裡外!離開太陽系的旅行者2號突發狀況!快沒電了!
    據消息稱，近日，來自美國宇航局的旅行者2號飛船進入故障保護模式。故障保護程序在有害條件下自動保護太空飛行器。兩個旅行者號的系統中都有這些程序，這不僅讓人聯想：旅行者2號是不是太陽系外遇到了危險？旅行者2號是NASA研發的第二艘飛往太陽系外的探測器。2018年12月10日，旅行者2號探測器已飛離太陽風層，證據以及被發現，它成為了第二個進入星際空間的探測器。第一個自然是旅行者1號。不過事情發生後，美國航天局的工程師們仍在與飛船通信並接收遙測數據。故障保護源於1月25日的一次演習。
  • 已飛222億公裡，「旅行者1號」拍攝的最後一張照片，引人們深思
    1號旅行者先行一步，旅行者1號也是絲毫不遜色的趕超了2號的腳步，然後在接下來的探測任務中，1號都表現出超強的領先能力，無疑，1號旅行者比2號優秀的多，也擁有更硬的速度。，旅行者1號的飛行速度達到每秒十七公裡的速度，而旅行者2號比1號少了兩公裡每秒的飛行速度，怕是再也追不上1號的腳步了。
  • 來到227.64億公裡外，飛了43年後的旅行者1有何發現？
    1號是世界上首個突破日球層的太空飛行器，也是人類目前飛得最遠的人造物，就算我們現在發射一艘光速飛船去追趕旅行者1號，也要等到21小時5分33秒後才能超越它。旅行者2號獲得的科學數據，繪製太陽磁泡形狀，結果發現它看起來像一個豬肚，打破了之前的假設。
  • 來到227.64億公裡外,飛了43年後的旅行者1有何發現?
    外太空的浩瀚讓我們意識到人類的渺小和短暫，不過這並不代表我們就已經放棄了探索的熱情，要知道在227.64億公裡外，旅行者1號正以每秒16.9995公裡的超快速度繼續遠離太陽系，探索未知的星際空間。
  • 旅行者1號在180億公裡外的發現，對人類是件壞事，有害射線激增
    發現了其有非常濃厚的大氣層，這引起了研究人員的興趣，畢竟有大氣就有生命的可能，於是就讓旅行者1號接近土衛六進行研究。只保留了上文中提到了用來探測宇宙射線、太陽風粒子以及磁場強度的儀器，由於旅行者1號的飛行速度為17公裡/秒，比旅行者2號快了10%，再加之它很早就結束的行星探測任務。
  • 150億公裡外，旅行者2號曾返回一串信號，科學家無法破解
    2012年5月，旅行者1號在距離地球大約180億公裡的位置率先進入星際空間，旅行者2號由於速度較慢，且任務較多（因為它還去往了天王星和海王星），在2018年12月才宣布進入星際空間但是在2010年的5月10號，當時旅行者2號距離地球150億公裡，出現了一個小插曲，在過去的連續幾周內，旅行者2號開始向地球發送了一連串的神秘信號。這些信號以一種未知數據格式傳回地球，所有的工程人員無法破解這些數據，不知道這些數據隱藏了哪些含義。
  • 184億公裡外飛船發現,有害物質越來越多
    184億公裡外飛船發現，有害物質越來越多了從上個世紀以來，人類對於太空領域的探索和無窮無盡的求知慾，就已經深刻體現出來了。人類目前也已經往太空發射了很多顆探測器飛船。尤其是旅行者一號，被認為已經離開了太陽系，旅行者二號同樣也為人類揭開了很多遙遠的星際太空之謎，然而隨便如此，人類至今對太空的了解依舊是少之甚少的。
  • 已飛到181億公裡外,30年前訪問藍色星球,旅行者2號還在飛
    趣味探索訊 在漆黑如墨的外太空中，已突破太陽系的旅行者2號無疑是世界最偉大的人造物之一。根據美國宇航局的實時數據顯示，旅行者2號已經距離地球約181億公裡，成為了有史以來第2個離地球離最遙遠的人造物，因為第1個最遠的人造物是219億公裡外的旅行者1號。