旅行者2號抵達星際空間，給我們帶來了它的新發現

太陽引力範圍與寬廣的銀河系之間的邊界區域是複雜的。

圖解:美國國家航空航天局（NASA）發射的旅行者2號在2018年11月飛出太陽系，進入廣闊的系外空間，而它的姊妹航天器旅行者1號於六年前飛出太陽系。旅行者2號傳回來的數據幫助科學家描繪出太陽日球層的結構。（日球層，即由太陽創造並環繞其自身的巨大氣泡狀空間區域。）

人類對星際空間的第二次探索所引出的問題比它回答的更多。

2018年5月，美國國家航空航天局發射的旅行者2號空間探測器脱離了日球層——太陽圍繞自身所發射出的帶電粒子形成的巨大氣泡，六年多以前，作為先驅探測器的旅行者1號做了同樣的事情——飛出了太陽系。

旅行者2號從日球層的南半球飛離，研究任務小組目前尚有時間對其作出評估， 而六年多年前，旅行者1號是在日球層的北半球飛離的。11月4日，《自然天文學》雜誌發表的一系列的五篇論文中，報道了旅行者2號探測器在穿越星際空間期間返回的首批數據。

任務團隊現在有一些時間來評估旅行者2號在南半球的離開(相對於旅行者1號在北半球的離開)。在11月4日《自然天文學》雜誌在線發表的五篇系列論文中，研究人員報告了探測器進入星際空間時的測量結果。

旅行者2號傳回的數據充滿了驚喜。例如，旅行者2號在距離太陽約119個天文單位（AU）時，穿越了太陽風頂層（太陽風層和星際空間之間的邊界）。1AU即1個天文單位，是日地平均距離，大約為9300萬英里，或1.5億公里。六年多前，旅行者1號幾乎在相同的距離，穿越了太陽風頂層，即121.6個天文單位。

這種連貫性“非常奇怪，考慮到旅行者2號的穿越發生在太陽活動極小期，此時太陽的活躍度是最低的，而旅行者1號的穿越發生在太陽活動極大期，”一篇旅行者2號論文的第一作者Stamatios Krimigis（斯塔馬提歐斯·克里米吉斯）在與記者的電話會議上做出如此表示，並提及了太陽的11年活動週期。

克里米吉斯補充説：“如果我們對數據照單全收，我們預計確實會有所差異。”他就職於馬里蘭州勞雷爾市的約翰霍普金斯大學應用物理實驗室和希臘雅典學院的空間研究與技術辦公室。

位於帕薩迪納的加州理工學院的旅行者項目科學家埃德·斯通也強調了太陽氣泡的活力。他在同一次電話會議中提及，“日光層自身也在呼吸吐納”。

斯通説，除了克里米吉斯提及的日球層的大規模膨脹和收縮外，還有短期的日冕擾動，這是由日冕拋射物引起的，這種強烈的太陽活動會把大量的高能粒子拋向太空。

“這是一個非常複雜的互動，我們正在研究，”斯通説，他領導了一項新的研究，並共同撰寫了另一項研究。

旅行者2號對星際磁場的測量結果也很有趣。美國國家航空航天局馬里蘭州戈達德太空飛行中心的倫納德?伯拉加表示，在2012年旅行者1號穿越日球層之前，該團隊預計將看到日球層外部磁場和內部磁場的方向之間的顯著差異。

但是和今天所知的旅行者2號發現的一樣，旅行者1號也發現了星際場和日球場的高度一致。從而判斷出這個現象是真實的，而非不可靠的巧合。

《自然天文學》雜誌新發布的一篇論文的第一作者和另一篇合著的共同作者在電視會議上説：“我們要對磁場何不發生變化有一定的瞭解。”

伯拉加還補充道：“這種一致肯定是通過某一過程產生的，只不過這一過程我們還不瞭解。”

然後是兩個航天器都觀察到的“泄漏”。 旅行者1號在接近日球層時，在兩次不同的情況下都檢測到了星際粒子，研究任務小組將這一發現歸因於兩個侵入的“星際磁流管”。 但是旅行者2的經歷卻恰好相反：探測器離開日球層一會兒後才發現了一些太陽粒子。

旅行者1號和2號或許會把太陽能氣泡流到不同空間，這將為日球幾何學領域帶來突破。克里米吉斯説：”但是我們還不能確定這個問題的真正答案。”

兩個探測器還報告了其他差異。 例如，旅行者1號觀察到，太陽風的速度（太陽風即太陽不斷噴射出的帶電粒子流，它使日球層不斷“膨脹”）在接近日球頂層時幾乎下降到零。 但是旅行者2號幾乎在整個穿越過程中都測量到了相對較高的太陽風速度。 而且旅行者2號的觀察數據表明，比起旅行者1號的數據，實際日球頂層更加平滑且厚度更薄（儘管兩個航天器顯然都在不到一天的時間內穿越了日球層的邊界）。

一次接近終點的長途旅行

旅行者1號和2號在1977年相隔幾周發射，肩負着史無前例的“大遊行”任務——遍遊太陽系的各大行星。旅行者1號和旅行者2號都飛過木星和土星，但是，旅行者2號在這之後還疾馳過天王星和海王星。

在1989年8月，旅行者2號與海王星擦肩而過後，這兩個航天器進入了一個新的任務階段——“旅行者”號星際任務。他們會繼續航行進遙遠的未知世界，照亮他們飛過的地方。

在那時我們對那個遙遠的太陽光無法到達的黑暗世界幾乎一無所知。

“我們不知道星系泡有多大，”Stone説，“我們也確實不知道航天器是否堅持到達氣泡邊緣並離開星系泡進入星際空間。”

（簡單説明:進入星際空間和離開太陽系並不是一樣的，因為太陽的引力影響遠遠超出了日球層。事實上，距太陽成千上萬天文單位遠的奧爾特星雲裏上萬億的彗星軌道仍被認為是太陽系的一部分。）

但是旅行者號已經接近太陽系的盡頭。每個航天器都擁有三個放射性同位素熱電發生器（RTGs），RTGs將鈈238放射性衰變產生的熱轉化成電力給航天器供能。隨着時間流逝，越來越多的鈈238發生衰變，RTGs輸出的能量降低。

為了充分利用剩餘的核燃料，任務團隊已經採取相關措施，關閉了某些加熱器和科學儀器，以降低電力需求。（旅行者2號中原來的10個儀器中只保留了5個繼續工作，但旅行者1號只保留了4個。它的等離子光譜儀在1980年出現了故障）。斯通説“但沒有更多的方法來降低航天器的能耗 ，每一架旅行者可能只需要收集和傳回5年左右的數據。”

那些五年可能十分有成效，有可能揭示“真正的”星際介質的關鍵特徵。星際介質是在日光層附近混亂且複雜的地帶以外的廣大區域，在這裏，我們的太陽氣泡產生了巨大影響。

例如斯通説“隨着我們走得越遠，我們會在外面看到磁場變得緩慢，但確實會發生某種扭曲，然後轉為延伸到一種遙遠的不受干擾的狀態嗎？ 我們可以在沒有日球層干擾引起磁場改變的情況下，得到日球層的範圍並測量銀河系嗎？”

其他重要問題只有在啓動新任務後才能得到回答。 例如，我們仍然不知道日球層的形狀，無論它大致是個球形還是像彗星一樣有個長尾巴。 旅行者1號和2號都從太陽系的“頭部”匆匆離開，其前緣會在我們太陽系繞銀河系中心的長軌道上穿越星際介質。

''愛荷華大學的唐·古內特（Don Gurnett）説：“如果日球層的尾巴真實存在，我們當然希望有一架航天器能走到其盡頭。但是，尾巴可能真的很長，可能有數百天文單位。”

旅行者1號和2號目前分別距離地球148和122.4個天文單位，彼此之間相距160個天文單位。美國國家航空航天局的新視野號冥王星探測器是第二個遙距操作航天器，距離地球僅46個天文單位。

克里米吉斯説“我們不應該依賴新視野號的星際數據，因為它在距離我們90個天文單位之外時，可能會斷電。”（但是新視野號將繼續收集有關柯伊伯帶和外海王星天體環的有趣數據，並一直持續到未來。新視野號項目組成員表示“飛船已經在該地區進行了兩次飛越，一次是冥王星，一次是小天體2014MU69，並且如果美國宇航局批准另一項拓展任務，它仍有足夠的燃料進行下一次飛越。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. Mike Wall- livescience-瑜 ：早早皿 ：七七 ：Li熊貓 ：花斤 ：埃爾

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