飛向宇宙另一側!NASA 確認航海家 2 號進入星際空間

作者 | 發布日期 2018 年 12 月 12 日 18:46 | 分類 天文 , 尖端科技 , 自然科學 follow us in feedly


繼 2012 年 8 月航海家 1 號率先飛越太陽風層頂、進入星際空間後,航海家 2 號現在也跟上姊妹太空船腳程,於 2018 年 11 月 5 日進入星際空間,目前仍還可與地勤人員通訊,不過訊號延遲約 16.5 小時。

美國太空總署(NASA)於 1977 年發射了兩艘外太陽系無人探測器:航海家 1 號與航海家 2 號,航海家 1 號在航行途中由於受惠幾次行星重力助推,導致飛行速度加快(比現在任何一台探測器都還要快),因此率先於 2012 年 8 月飛出太陽系。

事隔 6 年,NASA 於 2018 年 12 月 10 日宣布,確認航海家 2 號正式於 2018 年 11 月 5 日飛越日球層頂(heliopause),成為第二個進入星際空間的人造探測器,現在距離地球約 180 億公里遠。

日球層頂(solar wind,也稱為太陽風層頂,註)為太陽風不能繼續推動星際介質(ISM)之處,這裡通常被認為是太陽系最外邊界,只要穿過去就等於進入太陽系之外的恆星際空間。

但是科學家如何得知探測器已進入星際空間?證據來自好幾種儀器的當天數據,首先是電漿光譜儀 (Plasma Spectrometer,PLS):PLS 利用電漿電流來檢測太陽風的速度、密度、溫度、壓力,但 11 月 5 日那天 PLS 發現太陽風速度急劇下降,且之後再檢測不到太陽風流動。

其次是宇宙射線子系統(cosmic ray subsystem):我們知道強烈的宇宙射線會穿透星際空間、大剌剌闖入太陽系,而日球層頂對宇宙射線有緩衝作用,所以探測器在接近日球層頂時,會先檢測到宇宙射線慢慢增加,等越過界才檢測到宇宙射線急遽增加,而 11 月 5 日當天,儀器出現了這種現象。

第三是低能帶電粒子儀(Low Energy Charged Particle,ECP),科學家預期探測器越過日球層頂時,檢測到的帶電粒子會急遽減少,11 月 5 日當天,儀器也反應了這個事實。

還有一個則是磁強計(magnetometer)檢測到磁場強度忽然改變,種種資訊都讓一切變得極有說服力。

這兩位航海家一路走來寫下的旅行日記,詳細介紹了太陽系日球層頂與外部星際風如何相互作用,由於至今科學家對太陽系的邊界樣貌尚無定論,甚至日球層頂的邊界也並非一層不動的牆,而是飄浮不定,也許未來哪天航海家 2 號會發現自己「又」穿越了一次日球層頂。

順帶一提,航海家 2 號雖然飛越了日球層頂,但是否「飛出太陽系」還有待定論,因為日球層頂之外還有歐特雲(Oort Cloud),科學家相信它也是太陽系重力控制的範圍,所以仍屬於太陽系。這兩艘探測器大概還要 300 年才會抵達歐特雲靠太陽系的內緣,而想完全穿越歐特雲,至少要 3 萬年時間。

因此我們可以說,航海家 2 號已經進入星際空間,但不能說它已經完全飛離太陽系(當然,航海家 1 號也沒有飛離太陽系)。

註:太陽風是指由太陽上層大氣射出的超高速電漿(帶電粒子)流。

(首圖來源:NASA

延伸閱讀: