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太阳的边界在哪里?

作者:苗千

2019-03-06·阅读时长5分钟

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1977年8月20日离开地球的“旅行者2号”探测器


2018年12月10日,美国航空航天局(NASA)发布了一条消息,于1977年8月20日离开地球的“旅行者2号”探测器(Voyager 2)已经脱离了太阳圈(Heliosphere),进入到星际空间。它也成为了第二个进入星际空间的人类制造的探测器(第一个是比它晚16天发射的“旅行者1号”探测器)。这条消息并没有引起太大的关注,人们的注意力毕竟大多集中在“第一”的突破上。有了此前“旅行者1号”所取得的成就,“旅行者2号”的成就似乎显得理所当然。

实际上,“旅行者2号”与“旅行者1号”所飞行的路线并不相同,它们发回到地球的数据具有不同的价值。更重要的是,相比于1号,2号所携带的科学仪器更多仍处于正常的工作状态,也就能从更多角度为人类提供来自星际空间的数据,为许多问题做出解答——其中一个颇为重要的问题就是,太阳的边界究竟在哪里?

站在地球上观察太阳,它是一个已经持续进行了40多亿年核反应的巨大火球,为地球提供光和热,但太阳的范围还远不止于此。旅行者号探测器进入星际空间,也正是相对于太阳的边界而言。在所谓“太阳圈”的范围之内,太阳的磁场形成一个巨泡状的结构,里面充斥着来自太阳的粒子,太阳系内的各大行星都被包围在内,这些都属于太阳的势力范围。

根据“旅行者2号”发回的探测数据判断,它在2018年11月5日跨越了炽热的太阳风与星际物质接触的界限,这个界限也被称作太阳圈的“日球层顶”(Heliopause)。它终于摆脱了太阳的影响,进入了星际空间。目前“旅行者2号”距离地球180亿公里,它发回的信息需要16个小时以上的时间才能到达地球。

能够让地球上的科学家们判断“旅行者2号”已经脱离太阳边界的最有力证据,来自它所携带的“等离子科学实验”(Plasma Science Experiment)设备发回的数据。通过探测到的粒子的速度、密度、温度、压力和流量等数据显示,在太阳圈之内的粒子大多来自于太阳,但从2018年11月5日开始,来自太阳风粒子的速度开始大幅降低,之后便再也没有探测到太阳风的信号。除此之外,发自“旅行者2号”的关于宇宙射线、低能带电粒子和磁场强度探测的数据也都显示它已经穿越了“日球层顶”。

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苗千

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