人類四大行星際探測器:太陽系邊緣發現怪事

天文 太陽系 地球 NASA 冥王星 宇宙解碼 2018-12-11

美國宇航局的旅行者1號探測器是迄今距離地球最遙遠的人造物體,並且科學家認為它已經擺脫了太陽的引力範圍。

自1977年旅行者1號發射以來,這是第一艘真正將抵達恆星際廣闊空間的探測器,美國宇航局相繼發射了兩艘旅行者系列探測器,分別為旅行者1號和旅行者2號,任務目的是探索太陽系內的未知區域,帶來突破性的發現。

科學家對旅行者系列探測器的數據分析後發現了一些“神祕的事件”,位置介於太陽系的磁場邊界與星際介質之間的區域內。


人類四大行星際探測器:太陽系邊緣發現怪事


旅行者1號和2號、先驅者10號和11號分別距離太陽的天文單位示意圖

當太陽系圍繞銀河系核心公轉時,其產生的磁場也會隨之運動,並形成了一個被稱為“日球層”的泡沫,可以將太陽系內的行星、探測器以及我們人類都“包裹”其中。直到最近,旅行者1號及其姊妹探測器旅行者2號也依然處於太陽系的內環境中,這兩個探測器探測到來自太陽的高能粒子和“感覺”到太陽磁場,此刻旅行者1號探測器離太陽的距離已經達到122個天文單位,該距離為冥王星到太陽平均距離的三倍,地球發出的信號抵達探測器需要17個小時。


人類四大行星際探測器:太陽系邊緣發現怪事


旅行者1號探測器的詳細結構圖

因此,為了檢測旅行者1號探測器是否已經飛出日球層,科學家們一直在監控兩項非常重要的數據:粒子能量計數和確定方向上的磁場強度。在2004年,科學家們意識到旅行者1號探測器已經穿過太陽風與星際物質的交接區域,接著在2010年,旅行者1號進入星際物質交接區外的停滯區,這裡被稱為日鞘,由於太陽風受到星際介質的影響,在類似流體的作用下形成酷似彗尾的結構。理論上該區域的太陽風速度將會減至零,磁場區域則會被壓縮並開始波動。

根據現有的理論,日鞘區域的磁場出現波動,高能宇宙射線也會呈現減少的區域。宇宙射線進入太陽系時將會在磁場波動的情況下出現散射。研究人員在2010年對旅行者1號的數據進行檢測時發現了異常的情況,隨著磁場環境的混亂,高能粒子的數量也呈增加的趨勢。科學家對這個奇怪的現象起提出了疑問,研究人員懷疑波動的磁場激發了日鞘內的帶電粒子,增加了被檢測到的高能粒子數量。


人類四大行星際探測器:太陽系邊緣發現怪事


這項研究對於科學家在分析旅行者1號探測器的粒子數據時是非常重要的,暗示了其周圍空間環境中存在深度的粒子變化情況。來自星際空間的高能粒子數量有所增加,而來自太陽風的低能力粒子數量應呈現“懸崖式”的跌落。因此,現在每個人都提出疑問:旅行者1號正式進入恆星際空間了嗎?或許我們不必等太長時間。

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