已走出太陽系的探測器,要花多久時間才能抵達其他系統?

作者 | 發布日期 2020 年 01 月 02 日 15:28 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


1970 年代,NASA 發射了 4 艘前往外太陽系探訪的探測器,其中航海家 1 號、航海家 2 號已確認飛離太陽系,先鋒 10 號、先鋒 11 號可能也已離開,但它們最終會變成什麼樣子?會進入其他恆星系統嗎?如果會,又要花多長時間?NASA 噴射推進實驗室 Davide Farnocchia、馬克斯‧普朗克天文學研究所 Coryn Bailer-Jones 兩名天文學家,便計算出這些探測器抵達其他恆星所需花費的時間。

1970 年代,NASA 發射了先鋒 10 號(Pioneer 10)、先鋒 11 號(Pioneer 11)、航海家 1 號(Voyager 1)以及航海家 2 號(Voyager 2),負責執行外太陽系及外圍行星的勘測任務,前兩者主要任務目標為研究小行星帶、木星周遭環境、太陽風、宇宙射線、以及太陽系最遠能延伸到哪裡(即確認太陽圈邊緣),不過先鋒 10 號如今已聯絡不上、先鋒 11 號已停止操作。

後兩者原本任務壽命預期 12 年,但在飛越土星及木星系統後,時至今日它們仍穿梭在太空並依然和地球保持聯繫,持續將數據送回地球,更已證實穿越太陽圈邊緣(日球層頂)進入星際空間,開始研究太陽系外的星際介質有何不同,NASA 預計這兩艘探測器還能再工作 5 年。

先鋒 10 號、11 號雖然都已失聯,但科學家認為它們應該也已經離開太陽系,而所有探測器終有一天都會與地球失去聯繫,最終它們將何去何從?下一個抵達的家園可能是哪裡?要花多久時間才能抵達另一個星系?科學家只能透過計算來預測。

▲ 先鋒 10 號、先鋒 11 號、航海家 1 號、航海家 2 號飛離太陽系的軌跡方向都不同。(Source:JPL/NASA

為了得到答案,Davide Farnocchia、Coryn Bailer-Jones 將目光瞄準 ESA 蓋亞衛星(Gaia)。該衛星於 2013 年發射,迄今已繪製超過 10 億顆恆星的精確位置,幫助天文學家理解恆星演化史,而利用蓋亞衛星最新釋出的 720 萬顆恆星數據、結合上述探測器的已知軌跡,研究人員能計算出宇宙飛船可能在何時最接近附近恆星系統。

我們已經知道,探測器就算飛離太陽系,到達距離太陽最近的比鄰星恆星系統也要花上數萬年時間;而研究人員最新計算結果表明,先鋒 10 號可能會率先經過其他恆星系統,在 9 萬年內通過位於仙后座中的 HIP 117795 系統,距離 0.231 秒差距(1 秒差距約 3.26 光年)。

4 艘探測器將在未來 100 萬年內掠過 60 顆恆星,只不過與恆星的距離都很遠,所以不會被恆星重力拉過去,真的要發生碰撞或被其他恆星系統劫持,也是 10 20  年(100,000,000,000,000,000,000 年)後的事情了。

這篇新論文可以在論文預印網站《arXiv》上閱覽。

(首圖來源:NASA

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