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旅行者2号揭示星际空间边界新特征


  该探测器进入星际空间一周年;传回的数据为人类懂得星际空间界限供给前所未有的资料

  旅行者2号探测器于2018年11月5日飞出日球层,进入星际空间,距今已一周年。日前,《自然·天文学》杂志颁发了5篇论文,描述了旅行者2号历史性穿越时代及此后不雅测到的环境。论文揭示了日球层和星际空间界限相近的磁场、等离子体状态等信息,对付获取星际空间的一手资料有紧张意义。

  新京报讯 一年提高入星际空间的旅行者2号探测器,如今带来了远方的新消息。

  NASA科学家确定,旅行者2号于2018年11月5日飞出日球层,进入星际空间,距今已一周年。日前,《自然·天文学》杂志颁发了5篇论文,描述了旅行者2号历史性穿越时代及此后不雅测到的环境。论文揭示了日球层和星际空间界限相近的磁场、等离子体状态等信息,为人类懂得星际空间界限的环境供给了前所未有的资料。

  航天专家杨宇光表示,旅行者2号增补了旅行者1号因为仪器故障错掉的数据,对付人类获取星际空间的一手资料有紧张意义。

  来自星际空间界限的新消息

  5篇论文分手具体先容了旅行者2号搭载的5种科学仪器的发明,包括磁场传感器、两种用于检测高能粒子的仪器,以及两种钻研等离子体的仪器。

  NASA称,这些发明有助于描画这条宇宙“海岸线”,即太阳风层顶。在这里,“太阳所创造的情况停止了,星际空间的广阔海洋展开了”。

  我们对新天下的懂得源自去年11月5日。当天,旅行者2号等离子体科学仪器发还的数据显示,太阳风粒子速率急剧下降,宇宙射线则响应增添。之后,旅行者2号周围情况不再有太阳风纷扰。

  从太阳流出的等离子体高速向外飞行,被称为“太阳风”。弥散的太阳风彷佛形成了一个“泡沫”,将太阳系中的行星困绕在此中,这个“泡沫”便这天球层,“泡沫”边缘是太阳风层顶,日球层可以保护太阳系行星免受70%以上辐射的危害。

  北京天文馆馆长朱进奉告记者,当宇宙射线量远远高于太阳风辐射量时,就可以说脱离了日球层,进入了星际空间。

  这次颁发的论文证明,如旅行者1号一样,旅行者2号彷佛也位于太阳风层顶外一个受扰动的过渡区域。

  “旅行者号向我们展示了太阳若何与充溢银河系恒星之间大年夜部分空间的物质互相感化,”NASA援引旅行者号项目科学家、加州理工学院物理学教授埃德·斯通的评价称,“假如没有旅行者2号供给的新数据,我们将不知道旅行者1号所看到的是全部日球层的特性,照样只是在它穿越当时当地的状态。”

  带来的疑问与看法或许同样多

  旅行者2号供给了前所未有的来自最远方的探测数据,但它带来的疑问与新知或许同样多。

  旅行者1号和2号证明,左近星际空间中的等离子体比日球层内部的等离子体密度更高,而温度比日球层内部的等离子体更冷。NASA科学家觉得,这可能注解星际空间的等离子体正在被压缩。

  旅行者2号还察看到,等离子体密度在脱离太阳风层顶之前也略有增添,注解等离子体在日球层内部边缘也被压缩了。但科学家尚未完全懂得是什么缘故原由造成了日球层内外的等离子体压缩。

  另一个发明与磁场相关。旅行者2号磁场探测仪证明了旅行者1号曾令人吃惊的探测结果:太阳风层顶外的磁场与日球层内部的磁场平行。这些征象背后的科学缘故原由,科学家今朝尚无法回答。

  “我们不能忘怀,旅行者1号和2号最初的主义务都不是探测星际空间,而仅仅是探测土星和火星。”中国航天科工二院钻研员、国际宇航联合会空间运输委员会副主席杨宇光说,两个探测器携带的科学仪器也不是专门为了探测星际空间和太阳风层顶情况而设计的。

  是以,杨宇光觉得,旅行者号虽然实现了对阔别太阳系中间的空间情况数据的补缺,但并非异常周全的探测。

  科学家还发明,假如说日球层像一艘在星际空间中航行的船,那么这艘船的船体彷佛有些漏水。旅行者号的一种粒子探测仪显示,日球层内部的一股粒子正在滑过界限并进入星际空间。

  旅行者1号2012年进入星际空间,光阴和位置与旅行者2号均有不合。杨宇光觉得,这种差异有好处:可以得到不应时期、方位的数据;但也有遗憾,便是两者数据无法用来严格比较,由于太阳活动有11年周期轮回,不应时期活动环境区别很大年夜,日球层情况也有很大年夜差异,是以难以对照。

  ■ 揭秘

  旅行者飞出太阳系了吗?

  取决于若何定义太阳系

  据NASA宣布的信息,今朝旅行者2号已经飞离太阳约113亿英里,即182亿公里。

  它离我们有多远?以光速传播的通信旌旗灯号,从旅行者2号到达地球大年夜约必要16.5小时。比拟之下,从太阳启程的光只需约8分钟就能到达地球。

  关于旅行者2号是否已经飞出太阳系,取决于太阳系的定义。去年11月5日,旅行者2号进入星际空间。但NASA觉得,进入星际空间后,旅行者1号和旅行者2号尚未脱离太阳系,并且这一天还很远。

  关于太阳系界限的界定,多位天文学家表示,今朝定义并不确切。天文专家寇文表示,今朝对照普遍吸收的不雅点是,主要受太阳引力影响的空间即为太阳系范畴。

  NASA称,太阳系界限被觉得在奥尔特云外缘之外,奥尔特云的厚度是从太阳开始大年夜约1000个天文单位,并扩展到大年夜约100000个天文单位。一个天文单位是从太阳到地球的间隔,旅行者2号必要大年夜约300年才能到达奥尔特云边缘,可能必要3万年才能飞越它。

  “当然,非正式地说,太阳系平日意味着太阳周围的行星区域。”NASA在一篇文章中也提出了这样的不雅点。

  两探测器还能通信多久?

  科学家盼望它们可以再事情10年

  为了确保旅行者号两兄弟不跟地球掉联,继承从最迢遥的深空发还科学数据,工程师正在实施一项新的计划。

  今年7月8日,工程师成功让旅行者2号的轨迹校对灵便推进看从新焚烧,以调剂航天器的姿态。轨迹校对灵便推进器已经有30年没有焚烧。这次启用是由于旅行者2号原有推进器正在逐步老化。

  电力的削减让工程师更为头疼。

  旅行者号应用放射性物质衰变孕育发生的热量供电。在42年的飞行中,航天器上的电力越来越少。为了让两兄弟与地球维持更久的联系,工程师们必须做一些艰巨的抉择——陆续关闭一些仪器设备,以节省电力。颠末与科学团队的广泛评论争论,旅行者2号宇宙射线子系统仪器的加热器今年被关闭。

  NASA项目团队盼望两个探测器还可以再继承事情10年。

  ■ 背景

  “两兄弟”屡有大年夜发明

  比旅行者2号更早,旅行者1号已经在2012年飞出了日球层,成为人类第一个杀青这一成绩的航天器,也是迄今飞得最远的航天器。旅行者2号的旅程起源于1977年8月20日,16天后,旅行者1号也发射升空。

  旅行者探测器原计划是对木星和土星进行近间隔探测。跟着探测完满停止,科学家发明,它们还有能力履行更多义务。于是旅行者2号受控飞往天王星和海王星探测,旅行者1号则对土卫六进行了近间隔不雅测。之后,两兄弟继承向深空远征。

  “旅行者计划对人类意义异常重大年夜。尤其是旅行者2号,直到现在人类还没有重访过天王星和海王星,我们对付这两颗行星最深入的懂得都来自它。”中国航天科工二院钻研员、国际宇航联合会空间运输委员会副主席杨宇光说。

  首次对木星成像、首次不雅测到天王星和海王星的环、首次发明地球以外的活火山、首次不雅测到地生手星上的闪电(来自木星)……这些成绩都由旅行者探测器杀青。在初期的探测中,它们一共发清楚明了木星的3颗、土星的4颗新卫星,天王星的11颗和海王星的5颗新卫星。

  新京报记者 倪伟

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