發射至今 44 年,離太陽系越來越遠的長壽航海家 1 號仍在回報數據

作者 | 發布日期 2021 年 05 月 07 日 9:44 | 分類 天文 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


最近,地球上有 SpaceX 星艦原型機在忙著測試,火星上有 NASA 機智號直升機在忙著起飛,而太陽系外,也有目前飛得最遠的人造探測器航海家 1 號(Voyager 1)在忙著傳回數據。對這台正在星際空間摸索的探測器來說,每一天所見所聞都是全新體驗。

多虧了 NASA 於 1970 年代發射的航海家 1 號與航海家 2 號,讓科學家對太陽系邊界有更深一層認識。2012 年 6 月 17 日 NASA 公布,經過 35 年飛行,航海家 1 號已飛出太陽系邊界日球層頂(Heliopause),成為首個離開太陽系的人造物體;2018 年 11 月 5 日,科學家再證實航海家 2 號遨遊 42 年後也飛出日球層頂,成第 2 個離開太陽系的人造物體,且這兩台探測器分別沿不同方向離開太陽系。

這些年來,航海家 1 號一直以每秒 17 公里的速度穿梭在宇宙中,每一年約與我們拉開 3.5 AU 距離,逐漸將太陽系拋在身後,然而根據最新發表的研究,它至今仍在將探測數據發送回地球。

▲ 太陽系邊界。(Source:NASA

我們都說星際空間充滿星際介質,但那裡其實是比想像中還要空曠稀疏的地方,即使在星際介質最稠密區域,分子數量都比地球海面上同體積內的分子數量低上兆倍,也因此,多數情況下航海家 1 號很安靜,畢竟沒遇上什麼東西。但每隔幾年,航海家 1 號就會發回些電漿和塵埃探測數據,此時便是科學家群起分析之際。

麻省理工學院天體物理學家 Jon Richardson 團隊最新研究就發現,太陽引力對航海家 1 號的影響仍遠遠超出日光層頂,可能迫使科學家重新思考太陽系邊界的真實形狀:標準觀點認為日光層頂形狀如彗星,一邊呈現弧形而另一邊較細長。

然而航海家 1 號在 2020 年探測到周遭磁場強度出乎意料的躍升,如果星際空間磁場比預期值還大,可能會使其像緊身衣一樣擠壓日光層頂的膨脹與收縮,導致日光層頂看起來更加球形。

此外,Jon Richardson 團隊此前曾從卡西尼號數據中發現高能中性原子,研究人員認為這些中性原子來自日球層頂附近,由於它們的數量與太陽黑子周期同步,且幾乎同時在各個方向變化,當時結論便是日球層頂應該偏向圓形。

不過這種說法在其他科學家眼中尚有爭議,比如天文學家 Nathan Schwadron 認為高能中性原子不一定來自日球層頂附近,且就算數量隨著太陽週期跟著增加減少,其變化也僅是反映了日光層電漿變化,卡西尼號的數據並無法推敲出日球層頂形狀。

太陽影響力可能比想像中大

究竟當太陽黑子變化時,日光層頂會跟著膨脹或收縮嗎?還是維持穩定?無論日光層確切形狀為何,航海家 1 號和航海家 2 號都只會繼續遠離,到今年年底,預計航海家 1 號將距離太陽 155 個天文單位,飛船的訊號以光速傳播,也需要超過 21 小時才能到達我們手上;航海家 2 號離我們也將達 129 個天文單位,且到了 2023 年將超越已失聯的先鋒 10 號,成為距離我們第二遠的探測器。

航海家 1 號與航海家 2 號都可以檢測到太陽爆發導致星際介質中的電子振盪時,所產生的無線電波,隨著新的太陽週期預計於 2025 年達到極大期,爆發事件將更加頻繁,目前測量結果已表明探測器附近的星際介質密度增加,但是沒人知道接下來還會發生什麼事。

新論文發表在《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)。

(首圖來源:NASA

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