旅行者2号飞出太阳系,进入星际空间,这是我们人类的骄傲!

虽然是人家美国的,但作为人类的我们,是否也能够骄傲一下呢?旅行者1号在星际空间中有一个同伴:旅行者2号!爱荷华州大学的科学家报告表示:旅行者2号宇宙飞船已经进入星际空间(ISM),这是由太阳向外吹出风产生气泡状边界之外的空间区域。

因此,旅行者2号成为继旅行者1号于2012年飞出太阳系之后第二个脱离太阳影响的人造物体。在一项新的研究中,研究人员证实了旅行者2号在2018年11月5日进入星际空间的过程。

科学家注意到飞船上由爱荷华州领导的等离子体波仪器,检测到的等离子体密度出现了明确跃变。等离子体密度的显著增加是旅行者2号从太阳风炎热、低密度等离子体特征向星际空间冰凉、高密度等离子体旅行的证据,这也类似于旅行者1号穿越星际空间时所经历的等离子体密度跃变,其研究发表在《自然天文学》期刊上。这项研究的通讯作者,爱荷华州的科学家Don Gurnett揭示说:从历史意义上讲,随着进一步进入星际空间,太阳风将会逐渐消失的旧观念是不正确的。

旅行者2号以及之前的旅行者1号表明:外面有一个明显的边界,包括等离子体在内的流体是如何形成边界,这真是令人惊讶。Gurnett是UI物理和天文学系的荣誉退休教授,是旅行者2号上等离子体波仪器的首席研究员。Gurnett也是旅行者1号上等离子体波仪器的主要研究人员,并撰写了2013年发表在《科学》期刊上的研究报告,该研究证实旅行者1号已经进入了星际空间。旅行者2号进入星际空间时,距离太阳119.7个天文单位(AU),或者说距离太阳超过110亿英里,旅行者1号在122.6 AU进入星际空间。

1977年,旅行者1号和旅行者2号在几周内相继发射升空,在太空中有着不同的任务目标和轨道。然而,它们进入星际空间时距离太阳的距离基本相同。这为日光层的结构提供了有价值的线索,形状很像风袜的气泡,是太阳风在延伸到太阳系边界时产生的。爱荷华大学研究科学家、该研究的合著者比尔·库尔特(Bill Kurth)解释说:这意味着日光层是对称的,至少在旅行者号航天器相交的两个点上是对称的,这就是说,表面上的这两个点几乎处于相同的距离。

日鞘、日光层、太阳层顶

来自爱荷华州旅行者2号上仪器的数据还提供了关于日鞘厚度、日光层外部区域以及太阳风在星际空间中堆积点的额外线索,Gurnett将这一点比作城市街道上扫雪机的效果。爱荷华州的研究人员表示:日鞘的厚度各不相同,数据显示旅行者1号比它的孪生兄弟旅行者2号多航行了10个AU(约15亿公里),到达了太阳风和星际风平衡的边界,被认为是通往星际空间的交叉点。一些人认为旅行者2号将首先基于日光层模型进行穿越。

这有点像用显微镜看大象,两个人拿着显微镜走到一头大象面前,得到了两种不同的测量结果。你不知道这两个点之间发生了什么,这些模型所做的就是试图从这两个点获得信息,以及在飞行中所学到的信息,并建立一个与这些观察结果相匹配的日光层全球模型。旅行者1号获得的最后一次测量是当航天器处于146AU,即距离太阳超过135亿英里时。等离子体波仪器正在记录等离子体密度正在上升,来自太空船的数据馈送现在如此遥远,以至于信息从太空船传送到地球需要超过19个小时。

两架旅行者号将比地球寿命更长,它们在自己的轨道上围绕银河系运行了50亿年或更长时间。两架旅行者号撞上任何东西的可能性几乎为零,到那时他们可能看起来有点疲惫,爱荷华州的这项研究是发表在《自然天文学》期刊上五篇关于旅行者2号的论文之一。这些论文确认了旅行者2号进入星际空间的过程,并提供了关于太阳顶层特征的详细信息。

博科园|研究/来自:爱荷华大学

参考期刊《自然天文学》

DOI: 10.1038/s41550-019-0929-2

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