一年前，美國宇航局的"旅行者 2 號"成為了歷史上第二個(gè)飛出太陽系并進(jìn)入星際空間的人造探測器。"旅行者 2 號"發(fā)射于 1977 年 8 月 20 日——比其姊妹探測器"旅行者 1 號"早了 16 天，后者已于 2012 年從北部飛離了太陽系。"旅行者 2 號"則踏上了更加漫長的旅程，成為了目前唯一與天王星和海王星有過近距離接觸的探測器。之后，它將從南面離開太陽風(fēng)層(太陽系最邊緣的區(qū)域，有時(shí)被稱作"氣泡")，進(jìn)入星際空間。

　　2018 年 11 月 5 日，隨著探測器越過太陽風(fēng)層頂，"旅行者 2 號"正式飛離太陽系。太陽風(fēng)層頂是太陽風(fēng)層與星際空間的分界線，這里距離太陽有 119 個(gè)天文單位之遠(yuǎn)(一個(gè)天文單位為 9300 萬英里或 1.496 億千米，大致為太陽和地球之間的距離)。

　　"旅行者 2 號"可以分析太陽風(fēng)的構(gòu)成、等離子體粒子的構(gòu)造與變化、宇宙射線的相互作用、磁場的結(jié)構(gòu)與方向，以及其他太陽系邊界的特征。

　　在《自然·天文學(xué)》雜志上發(fā)表了一系列與"旅行者 2 號"有關(guān)的論文，詳細(xì)介紹了該探測器飛出太陽系時(shí)的觀測結(jié)果。以下是五個(gè)最為重要的方面。

　　1. 從兩個(gè)方向來看，氣泡正在泄漏。

　　"旅行者 2 號"飛出氣泡時(shí)獲得了意外發(fā)現(xiàn)。來自約翰·霍普金斯大學(xué)的斯特馬蒂奧斯·克里米吉斯是其中一篇新論文的第一作者，他表示，探測器收集到的數(shù)據(jù)顯示出氣泡有"很大的漏洞"。"旅行者 2 號"在星際空間中發(fā)現(xiàn)了來自太陽風(fēng)層內(nèi)的物質(zhì)。

　　"旅行者 1 號"同樣也發(fā)現(xiàn)了氣泡破裂的跡象。另一篇論文的第一作者，來自加州理工學(xué)院的愛德華·斯通說道，"旅行者 1 號"發(fā)現(xiàn)星際物質(zhì)正在向氣泡內(nèi)涌入，這與"旅行者 2 號"的發(fā)現(xiàn)恰恰相反。盡管我們尚不清楚漏洞形成的原因，但來自太陽風(fēng)層兩處不同位置的新發(fā)現(xiàn)卻證實(shí)了，太陽風(fēng)層頂存在的漏洞屬于氣泡的常見特征。

　　2. 氣泡的邊界比我們想象中更加穩(wěn)定。

　　在"旅行者號"探測器發(fā)射之前，科學(xué)家曾預(yù)測，隨著距離太陽越來越遠(yuǎn)，太陽風(fēng)層會(huì)逐漸融入星際空間。不過，這篇論文的第一作者，愛荷華大學(xué)的唐納德·格尼特表示："事實(shí)上，太陽風(fēng)層與星際空間之間存在非常清晰的界限。""旅行者 2 號"似乎證明了這一點(diǎn)。該探測器搭載的等離子波測量儀所記錄下的等離子密度，與"旅行者 1 號"的測量結(jié)果大致相同。由于太陽等離子的溫度非常高(大約 100 萬攝氏度)，而星際空間等離子的溫度非常低(只有 1 萬攝氏度)，所以在跨過邊界時(shí)等離子的密度會(huì)躍升 20 到 50 個(gè)數(shù)值。格尼特還說道，"這正是流體的特征，通常會(huì)形成非常明顯的邊界。"

　　尤其令克里米吉斯驚訝的是，兩艘探測器在相近的距離上穿過了太陽風(fēng)層(分別為 121 個(gè)天文單位、119 個(gè)天文單位)。此前的模型預(yù)測，2012 年"旅行者 1 號"穿越太陽風(fēng)層時(shí)的強(qiáng)烈太陽活動(dòng)將氣泡的邊界推到了更遠(yuǎn)的地方。而去年"旅行者 2 號"進(jìn)行穿越時(shí)，有所減弱的太陽活動(dòng)又將氣泡的邊界向內(nèi)拉回來了一些。兩艘探測器在兩個(gè)不同的位置以近乎相同的距離飛離了太陽系，事實(shí)上，這正是當(dāng)時(shí)不穩(wěn)定的太陽活動(dòng)所造成的結(jié)果。

　　3. 太陽風(fēng)層頂?shù)臉?gòu)成會(huì)隨著位置的變化而變化。

　　"旅行者 2 號"同樣也進(jìn)行了一些觀測活動(dòng)，其結(jié)果卻與氣泡具有明確界限的事實(shí)不一致——至少情況并不像我們想象的那樣。其中最主要的問題集中在氣泡內(nèi)外磁場的測量方面。天文學(xué)家估計(jì)，兩艘探測器所測量的磁場方向會(huì)各不相同。然而，該論文的第一作者，美國宇航局哥達(dá)德太空飛行中心的萊昂納德·伯拉加表示，當(dāng)"旅行者 2 號"穿越較薄的表面時(shí)，"磁場方向基本沒有發(fā)生變化"——這與"旅行者 1 號"的觀測結(jié)果相一致。與此同時(shí)，"旅行者 2 號"的磁場觀測數(shù)據(jù)顯示出，這里的太陽風(fēng)層頂比"旅行者 1 號"經(jīng)過的區(qū)域更加稀薄，并且含有較少的高能粒子。這些數(shù)據(jù)再次給我們帶來了更多的謎題。

　　4. 太陽的影響超出了太陽系的范圍。

　　太陽會(huì)持續(xù)不斷地噴射出被稱為日冕物質(zhì)拋射(CMEs)的等離子沖擊波，這種沖擊波有助于太陽系的塑造。事實(shí)證明，太陽的影響超出了太陽系的范圍。"旅行者 2 號"獲得的新數(shù)據(jù)與之前"旅行者 1 號"的數(shù)據(jù)一樣，都顯示出了日冕物質(zhì)拋射傳播到太陽風(fēng)層頂外并且削弱宇宙輻射的過程。格尼特表示，"這有點(diǎn)類似于你在銀河系中所發(fā)現(xiàn)的情況。"超新星也會(huì)向銀河系中發(fā)射沖擊波，攪動(dòng)星際介質(zhì)，不過這種沖擊波要比日冕物質(zhì)拋射強(qiáng)烈很多。他還說道，"大多數(shù)的天文學(xué)家認(rèn)為，太陽系的形成源于超新星所發(fā)射出的星際沖擊波。"

　　如果我們認(rèn)為宇宙射線促進(jìn)了地球上生命的基因突變，那么不論是在太陽系還是其他類太陽系行星系統(tǒng)，這些發(fā)現(xiàn)也能夠支撐恒星可以影響地外生命的進(jìn)化這一觀點(diǎn)。

　　5. 這次發(fā)現(xiàn)是"旅行者"項(xiàng)目最主要的里程碑。

　　斯通表示，"兩艘'旅行者'探測器發(fā)射時(shí)，設(shè)計(jì)使用壽命只有 20 年。那個(gè)時(shí)候，我們很難想象 40 年后它們會(huì)變成什么樣子。"

　　觀測太陽風(fēng)層頂依然是兩艘探測器的最后任務(wù)。它們的能源來自使用钚 238 的同位素溫差發(fā)電機(jī)。钚 238 正在經(jīng)歷自然衰變的過程。斯通還說道，"我們清楚，再過五年左右，探測器將沒有足夠的燃料來維持科學(xué)儀器的運(yùn)作。"

　　兩艘探測器將繼續(xù)幫助我們了解太陽風(fēng)層與星際介質(zhì)的作用過程，以及有關(guān)其他星系的線索。斯通表示，"我們認(rèn)為每個(gè)星體都具有這些特征。有關(guān)太陽風(fēng)層的發(fā)現(xiàn)將幫助我們進(jìn)一步了解其他天體。"

　　雖然美國宇航局依然在監(jiān)控這兩艘"旅行者"探測器，并繼續(xù)與之保持聯(lián)絡(luò)從而獲取數(shù)據(jù)，但是將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為科學(xué)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)成為了美國各個(gè)科研機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們的職責(zé)所在。目前，并沒有新的任務(wù)來接替"旅行者"計(jì)劃(唯一航行過這么遠(yuǎn)的"新地平線號"探測器將會(huì)在到達(dá) 90 個(gè)天文單位時(shí)用盡所有的燃料)。然而，"旅行者"任務(wù)的成功以及發(fā)現(xiàn)的問題，無疑會(huì)激勵(lì)科研工作者提出新的方案，以推動(dòng)有關(guān)太陽風(fēng)層以及星際空間的研究。
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