人类派驻星际空间的第二位大使已经从太阳系的边界发回报告——太阳领土的边界是一个复杂和不断变化的地方。

 

去年年底，美国国家航空航天局(NASA)的旅行者2号(Voyager 2)航天器突破了太阳风顶层(heliopause)。太阳风顶层是太阳风让位给弥漫在银河系中的等离子体的边界。六年前，它的姐妹探测器“旅行者1号”(Voyager 1)完成了自己的太阳风顶层穿越。现在，恒达网址这两次旅行的综合结果发表在11月4日的《自然天文学》(Nature Astronomy)杂志的几篇论文上，为我们提供了迄今为止对这片基本上未被探索的太空区域最详细的了解。

 

阿拉巴马大学亨茨维尔分校的空间物理学家加里·赞克(Gary Zank)没有参与这项研究，他说，这两名机器人探索者“将人类带到了60年前我们从未想过的令人震惊的新地方”。

 

2018年11月5日，“旅行者2号”窗口外的景象发生了变化，当时“旅行者2号”距离太阳约178亿公里，是地球的119倍，其周围等离子体的密度跃升了约20倍。来自太阳的稳定的低能原子粒子流逐渐消失，取而代之的是被称为宇宙射线的高能粒子。这些变化告诉研究人员，旅行者2号在开始其穿越太阳系的观光探险42年后，离开了太阳的保护性磁泡。

 

“这是一次奇妙的旅程，”加州理工学院行星科学家爱德华·斯通在10月31日的新闻发布会上说。

 

宇宙质子

 

当旅行者2号穿过太阳风顶层——太阳风向星际等离子体转化的边界——它测量到每秒有更多的高能质子撞击它。这些被称为宇宙射线的粒子起源于遥远的银河系，通常会受到太阳磁场的偏转。

 

旅行者1号最先到达那里，但旅行者2号有一个优势:一个可以测量速度、温度和周围等离子体密度的工作传感器。Zank说:“这给我们提供了对太阳等离子体如何与星际介质混合的更深入的理解，这是一个巨大的不同。”旅行者1号的传感器在到达太阳风顶层之前很久就已经关闭了，因此研究人员不得不从其他测量中推断出许多等离子体特性，这些特性可能不如直接测量准确。

 

尽管这两艘宇宙飞船在不同的时间和地点遭遇了太阳风顶层——它们之间的距离比各自离太阳的距离还要远——但有些东西看起来还是很相似的。在边界内外的磁场看起来几乎是一样的:不知怎的，太阳的磁场几乎与当地的银河磁场完全一致，这与预期相反。该研究报告的合著者、马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心的伦纳德·布拉加在新闻发布会上说:“我们可以认为这只是一个巧合，但我们不能再这样做了。”

 

两个十字路口也有明显的不同。“旅行者1号”在到达太阳风顶层之前，经历了两年基本上停滞不前的太阳风，而“旅行者2号”旁边的太阳粒子流则迅速而稳定地到达了太阳风的边界。旅行者1号遇到了侵入太阳气泡的星系物质，而旅行者2号却看到了太阳粒子泄漏到遥远的星际空间。“我们看到的是同一只野兽，但它的行为却大不相同，”Zank说。

 

要弄清楚这些结果意味着什么将是一项挑战:探测器要探询两个相距近240亿公里的边界点。但这个界限总是在变化。它的呼吸与太阳11年的活动周期同步，太阳表面的喷发会到达太阳风顶层，并引起混乱。“这让所有这些故事都复杂化了，”斯通说。

 

新的数据将不得不等待。到目前为止，已有五艘宇宙飞船成功(或将成功)进入太空这么远的距离，但只有旅行者号发回报告。1972年和1973年发射的“先锋10号”和“11号”在几年前就停止了工作。新视野号于2015年对冥王星进行了跟踪拍摄，最近在太阳系边缘发现了可能存在的氢气辉光。但这艘飞船可能在到达太阳风顶层之前就会耗尽能量。与此同时，美国国家航空航天局(NASA)正考虑最早在本世纪30年代发射一个专门的星际探测器。

 

目前，旅行者号是人类在星际空间的眼睛和耳朵，研究小组估计，这两艘宇宙飞船的服役时间都还剩下5年左右。电能来自一块钚核产生的热量，当探测器冷却时，它们就失去了维持仪器运转的能力。当被问及旅行者号是否会持续这么长时间时，恒达网址多少斯通回答说:“我们当然感到惊讶。”