新視野號飛行接近太陽系邊境,可能也碰上巨大氫牆

作者 | 發布日期 2018 年 08 月 13 日 12:46 | 分類 天文 , 航太科技 follow us in feedly

隨著時間推移,美國太空總署(NASA)新視野號探測器飛越冥王星系統後,現在已逐漸接近太陽系邊境,NASA 團隊最近報告探測器捕捉到一種紫外光,很可能就是來自邊境巨大氫牆的散射作用,與 30 年前航海家 1 號探測器的遭遇相匹配。



目前天文學界認為,太陽系的邊境是日球層頂(heliopause),此處為太陽風終止吹拂之處,也是從太陽系進入星際空間的起點,邊界與太陽的距離是地球與太陽距離的百倍以上。

太陽風是太陽向外噴出的帶電粒子流,從宇宙放眼看向太陽系的話,太陽風就好比在星際物質中形成一個「大氣泡」,稱為日球層(或太陽圈),而這個大氣泡的最外邊界就是「日球層頂」,為太陽風與星際物質壓力達到平衡的位置。

由於星際空間不帶電的氫原子在與太陽風粒子碰撞時應該減速,因此天文學家相信日球層頂邊界會堆積出一道巨大「氫牆」,以獨特方式散射來自外太空的紫外光,最早看過這種紫外光散射跡象的探測器是航海家 1 號與航海家 2 號。

▲日球層頂與太陽距離約 100AU。(Source:See page for author [Public domain], via Wikimedia Commons

鼎鼎大名的航海家 1 號(Voyager 1)是目前距離地球最遠、也是第一個衝出太陽系進入星際空間的人造飛行器,途中借助幾次行星引力加速,使其飛行速度比現有任何一個飛行器都還要快些。

30 年前,航海家 1 號與航海家 2 號都曾回報看見天文學家長期尋找的「氫牆」,但由於之後便與地球失去聯繫,天文學家無從獲取更多數據驗證;新視野號(New Horizons)身上攜帶的儀器比航海家家族要厲害靈敏許多,現在它也回報了可能碰到氫牆的線索。

新視野號為 NASA 旨在探索冥王星和古柏帶的太空飛行器,2006 年 1 月 19 日發射,2015 年 7 月 14 日飛越冥王星系統開始進入古柏帶,是有史以來以最快發射速度離開地球的人造飛行器。最後關閉引擎時,相對於地球的速度是秒速 16.26 公里(時速 58,536 公里)。

2007~2017 年期間,新視野號 7 度掃描太空紫外線欲尋找氫牆,收集到的數據支持航海家 1 號的觀測。不過 NASA 團隊也提出另一可能性,即紫外線可能來自銀河系更深處。要確認紫外光究竟來自氫牆散射還是太陽系之外,科學家必須多等一段時日,讓新視野號收集更多數據。

接下來,新視野號每年將掃描太空紫外線 2 次,NASA 團隊希望探測器可再運作 15~20 年,好讓天文學家確認:如果紫外光接下來一直都沒有「褪色」,那便代表光源可能來自更遠的太空深處,而不是氫牆散射作用。

假如數據能區分氫牆所在,將有助於我們弄清楚太陽系邊界的形狀與變化,令人興奮。新論文發表在《地球物理研究快報》。

(首圖來源:NASA