在宇宙孤單飛行40多年的「旅行者」太空船,在離開太陽系後發現了什麼?

2020-10-19 17:26

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經過6個多月的時間,這股太陽風暴終於到達了距離太陽130多億公里,被稱為「終端激波」的空間。在這裏,推動太陽風的太陽磁場已變得很微弱,以至於星際介質的壓力與太陽風相互作用,使得風暴速度減緩。

到達終端激波帶的太陽風暴速度減慢到不及之前的一半,猶如大西洋颶風減弱為熱帶風暴。2015年底,這場太陽風暴追上了體積如一輛小型汽車、形狀不規則的旅行者2號。旅行者2號中由緩慢衰變的鈈電池驅動、「高齡」四旬的感應器勘測到了這場太陽風暴,發現太陽風等離子體量暴增。

然後探測器將數據傳回地球,即使是以光速傳輸,也要花18個小時才能到達地球。天文學家之所以能收到旅行者號的信息,多虧了巨大的70公尺高的碟形衛星陣列和先進的技術,這些技術在旅行者號1977年離開地球時是還是無法想像的,更不用說發明了。

  • 太陽不斷向外拋射稱為太陽風的高能粒子流。太陽風會因太陽活動的強弱而加劇或放緩。

太陽不斷向外拋射稱為太陽風的高能粒子流。太陽風會因太陽活動的強弱而加劇或放緩。

這場太陽風暴與旅行者2號相遇時,這個太空探測器還在我們的太陽系中。一年多後,太陽風暴最後的垂死餘風也追上了早在2012年已進入星際空間的旅行者1號。

這兩個太空探測器穿越太陽系走的是不同路線,一個位於太陽系黃道平面上方30度的方向,另一個則位於黃道下方30度。2014年爆發的這場太陽風暴在不同的時間及不同的區域與兩個旅行者號前後相遇,這為研究太陽風層頂(heliopause,也翻譯為日球層頂,即太陽風遭遇星際介質而停滯的邊界)的性質提供了有用的線索。

旅行者號傳回的數據顯示,這個稱為太陽風層頂的湍流邊界有幾百萬公里厚,覆蓋著表面積達數十億平方公里的太陽圈(日球層)。

太陽圈(日球層)也大得出乎意料,這表明銀河系這部分的星際介質密度比人們想象的要低。太陽在銀河系的星際空間中運行時會切割出一條路徑,就像一艘船在水中航行留下一個「弓形波浪」一樣,在它後面也形成一個尾跡,可能帶有一個或多個類似於彗星形狀的尾巴。兩艘旅行者號都是從太陽圈氣泡的「鼻子」處起飛,因此沒有提供任何太陽圈尾巴的數據。

普洛沃尼科娃說,「根據旅行者號的數據估計,太陽風層頂大約有一個天文單位厚。但這不是太陽圈真的表面。這是一個有著複雜活動的區域。我們不知道那裏發生了什麼。」一個天文單位代表地球和太陽之間的平均距離,為9300萬英里。

在這個太陽系和星際空間之間的邊界區域,不僅有太陽風和星際風(interstellar wind,來自星際空間的粒子流)相互衝撞拉扯產生的湍流,而且太陽風和星際介質的粒子似乎還會交換電荷和動量。結果,部分星際介質會轉化為太陽風,從而能增加太陽圈氣泡向外的推力。

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