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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雖然一場太陽風暴可以提供有趣的數據,但令人吃驚的是,太陽風暴似乎對太陽圈氣泡的總體大小和形狀的影響卻很小。看來,圈外發生的事情比圈內發生的事情對太陽圈的影響要重要得多。太陽風隨時間的增強減弱都不會對太陽圈氣泡產生明顯的影響。但如果太陽圈氣泡進入銀河系某區域,則所遇的星際風密度的大小會影響太陽圈增大或是縮小。

但是有關包圍和保護著我們太陽系的太陽圈氣泡,至今仍然有很多問題還未得到解答,例如這個由太陽風形成的氣泡是宇宙中特別之現象還是一種模式。

當太陽系在銀河系中的星際介質中運行時,包裹太陽系的太陽圈氣泡會形成一條長長的尾巴

當太陽系在銀河系中的星際介質中運行時,包裹太陽系的太陽圈氣泡會形成一條長長的尾巴

普洛沃尼科娃說,增加對太陽圈的了解,就會增加對人類在宇宙中是否為孤獨的智慧生命這一問題的認識。

她說,「對自己所在星系所做的研究將告訴我們,其他恆星系統中生命發展會需要什麼條件。」

這在很大程度上是因為太陽風阻擋星際介質進入太陽系,也阻止了來自太空深處威脅地球生命的輻射和致命的高能粒子(如宇宙射線)的撞擊。宇宙射線是來自太空,接近光速的帶電高能次原子粒子。當發生恆星爆炸、星系坍縮成黑洞以及其他災難性的宇宙事件時,就會產生宇宙射線。在我們太陽系之外的星際空間充滿了不斷噴射的高速次原子粒子,對一個缺乏保護的星球,其威力將造成致命的輻射破壞。

普林斯頓大學太陽物理學研究員、也是第一個根據旅行者號收集的星際數據撰寫博士論文的科學家傑米・蘭金(Jamie Rankin)說,「旅行者號數據明確地告訴我們,其中90%的宇宙輻射被太陽過濾掉了。如果沒有太陽風的保護,我不知道我們人類是否還能生存。」

美國太空總署(Nasa)另外三個太空探測器很快將進入星際空間,加入旅行者號的行列,不過其中兩個探測器因為已經耗盡了能量,不再傳送數據回地球。在太陽圈的巨大邊界上,這些微小的點只能提供有限的信息。幸運的是,更廣泛的觀察可以在離我們地球之家較近的空間進行。

太空總署2008年發射一枚繞地球運行的微型衛星「星際邊界探測器」(Ibex),用來繪製太陽圈與星際空間相接的邊界圖。Ibex探測到從星際邊界噴射而來被稱為「高能中性原子」的粒子帶。

Ibex探測到一條高能中性原子帶被星系磁場從太陽圈邊緣反射回太陽系。

Ibex探測到一條高能中性原子帶被星系磁場從太陽圈邊緣反射回太陽系。

蘭金說,「你可以把Ibex測繪想象成某種測量恆星視向速度的『多普勒雷達』,而旅行者號就像地面氣象站。」蘭金使用來自旅行者號、Ibex和其他方面的數據來分析較小規模的太陽風暴。她目前正在根據2014年開始的太陽風暴數據撰寫一篇論文。已經有證據表明,旅行者1號越過太陽圈邊界時,太陽圈正在縮小,但旅行者2號越過邊界之時,太陽圈卻在擴大。

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