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深度解讀:“旅行者”飛出太陽系了嗎

深度解讀:“旅行者”飛出太陽系了嗎

2013-09-18 10:55:23

  新聞背景

  北京時間9月13日凌晨,美國航空航天局在官網宣布:美國“旅行者”1號正式成為第一個進入星際空間的人造物體。“旅行者”項目首席科學家斯通說,“‘旅行者’已經離開太陽風層,在宇宙海洋各恒星間遨游。”這個飛行了36年的空間探測器目前距離太陽大約為190億千米。新的意想不到的數據顯示,“旅行者”1號已于一年前進入星際空間。

  而三天前,有國內專家表示,所謂“‘旅行者’1號飛出太陽系”的報道是翻譯錯誤,它起碼要上萬年才能飛出太陽系。這些不同聲音也使我們有必要對有關“旅行者”的故事做一點深入解讀。

  進入星際空間

  多數人認為就是飛出太陽系

  美國航空航天局的聲明,到底是不是指“旅行者”1號飛出了太陽系?之所以還有不同理解,主要和人們對太陽系邊界的認識有關。

  有關太陽系的邊界一直存在爭議,目前還沒有完全統一的標準。對于太陽系邊界的認識也在不斷更新和改變。最早有不少天文學家認為應以冥王星軌道為界,即越過冥王星軌道就出了太陽系,它距太陽約為40天文單位(1天文單位為太陽與地球的平均距離,約1.5億千米);

  此后又有人提出以柯伊伯彗星帶為界,它距太陽約為50~1000天文單位;

  另一種觀點是以太陽層頂為界(太陽層頂是太陽圈與星際空間之間的邊界,太陽風在此與星際物質達到平衡),它距太陽約為100~160天文單位;

  更有甚者提出以依奧爾特云為界,它是一個假設包圍著太陽系的球體云團,布滿著不少不活躍的彗星,距太陽約為10萬天文單位。國內有專家提出“旅行者”1號起碼要上萬年才能飛出太陽系,依據的就是這個標準;

  理論計算表明,太陽系的引力范圍為15萬至23萬天文單位,如果以這個為邊界,那太陽系就更大了去了。

  這些觀點可謂仁者見仁,智者見智,但簡言之,它們是按以下幾種方式確定:一是距太陽最遠的行星或矮行星的軌道為界;二是按太陽風所能到達的距離為界;三是按奧爾特云所處的位置為界;四是按太陽引力所能影響到的范圍為界。

  這次,美國航空航天局的網站上雖然沒有“旅行者”1號飛出太陽系外的字樣,但稱“旅行者”1號是第一個進入星際空間的人造物體,所以大多數人認為這就是飛出太陽系的意思。

  雖然“旅行者”1號仍受太陽的影響,但美國權威專家認為這是人類進入星際空間的歷史性飛躍,認為其意義堪比麥哲倫第一次環球航行或阿姆斯特朗首次載人登月。

  磁場方向改變

  第三條標準一直沒找到

  近年,擁有大量權威天文學家和航天專家的美國航空航天局提出,確定空間探測器是在太陽系之內還是太陽系之外,主要應看它所在的區域占主導地位的粒子源自哪里。

  而最新的空間探測成果表明,太陽系界面是延伸式和不規則的,原因是太陽粒子和太陽系外的宇宙粒子是互相影響的。所以美國提出用三個指標來衡量空間探測器是否飛出太陽系。一是空間探測器周圍來自太陽的帶電粒子數量是否急劇下降;二是來自太陽系外的宇宙射線是否陡然增加;三是所處空間的磁場方向是否突然改變,或者星際等離子體密度是否大大提高。

  在2013年3月,美國兩所大學發表論文稱,“旅行者”1號已經成為首個脫離太陽系的人造物體,但這一結論隨即被美國航空航天局專家們批評為“草率、不實”。因為當時“旅行者”1號傳回的數據表明,它雖然已探測到了飛出太陽系的三個關鍵指標中的兩個,即來自太陽的高能帶電粒子數量只有以前的1%,源自太陽系外死亡恒星的低能宇宙射線比以往增加了2倍,但“旅行者”1號上的磁力計未發現磁場方向的偏轉,也沒有獲得星際等離子體密度大大提高的證據。

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