旅行者2號在離開太陽系時遇到一堵巨大「火墻」,怎麼形成的?

在旅行者1號和旅行者2號發射之前,我們對木星、土星、天王星和海王星的了解基本是一片空白。旅行者2號是一個重772公斤的太空探測器,雖然編號比較后面,但是比旅行者1號發射得更早。每個探測器上都有一個30厘米大的鍍金銅盤,是著名天文學家卡爾·薩根的創意。金唱片上刻著音樂和照片,用來代表人類的信息。

每個旅行者號飛船都搭載了三個放射性同位素熱電機,它們將在發射后提供四年的電力。這些熱電機的性能使nasa能夠完成一系列額外任務,包括天王星和海王星,自1961年以來放射性同位素熱電機一直是美國太空工作的主要動力源。那麼旅行者2號在穿越外太陽系的過程中在到底發現了什麼?

眾所周知,旅行者2號訪問了所有四個氣態巨行星,海王星、天王星、土星和木星,這是nasa第一個也是唯一一個訪問這些氣態巨行星的航天器,這些氣態巨行星在探索太陽系的目標結束幾十年后仍在距離150億公里外運行。

2018年11月5日,行星旅行者2號在穿越太陽頂時正式離開太陽系。太陽頂是太陽風與冷星際空間相遇的地方。

在當時,旅行者2號記錄到太陽發出的太陽風粒子突然減少,同時進入的銀河宇宙線數量和太陽輻射強度持續增加,顯然這艘宇宙飛船已經越過了太陽影響的極限,也就是太陽層。太陽層大致定義為星際空間的起始點。

研究人員說,兩個探測器收集的證據表明,星際介質以及太陽層頂和星際磁場形成了一個復雜的相互關聯的動力學系統,兒位于太陽系最外邊緣的系統是一個由超高溫等離子體構成的屏障,仿佛一道巨大的「火墻」。

旅行者2號來到這座火墻之前,這座巨大的太陽火墻定義了星際空間的邊緣。旅行者1號由于儀器和設備的不同,從不同的方向通過了這一區域。

旅行者2號對太陽粒子和其他觀測有特殊的監測探測器攜帶的設備,這些設備可專門用于監測太陽粒子和捕捉其他宇宙射線。科學家認為,這道火墻是太陽風粒子與太陽系外宇宙輻射和星際離子高速碰撞的結果,巨大的火墻由太陽噴射的物質組成,其溫度達到近9萬華氏度。

不僅如此,科學家在星際空間中發現了由帶電粒子和氣體組成的等離子體密度的決定性躍遷,旅行者2號上的一個儀器檢測到了這種躍遷,這是從太陽風的熱低密度等離子體特征發展到太陽風的冷高密度等離子體的證據,星際空間太陽風在地球磁層前形成弓形激波。

太陽風的快速移動等離子體吹過地球,但它不能穿透我們的磁層,地球磁層幾乎像一個固體保護著地球,所以太陽風在地球外邊緣前形成激波磁層。這些等離子體星團中充滿了熱等離子體,其中一個星團在右側的等離子體云中飛行時更小、密度更大,而等離子體云是它在激波上方形成的更大的星團。

根據消息來源,旅行者2號已經發回了迄今為止對我們太陽系邊緣最詳細的觀察數據,觀察表明了日光層至少在旅行者號飛船穿過的兩個點上是對稱的,這意味著這兩個點在表面上幾乎處于相同的距離,不過科學家還需要一段時間才能獲得更多的數據。

目前唯一有希望到達太陽頂的地球探測器是新地平線號,現在正在通過柯伊伯帶飛行。根據消息來源,新地平線號飛船在2015年飛越冥王星及其衛星后,成功完成了兩項任務目標。現在,在將近50億英里之外,它成為加入兩個先鋒10號和先鋒11號以及旅行者1號和旅行者2號探測器的僅有的五個航天器之一,成為進入遙遠深空的冒險者。

而旅行者號將發回有關太陽影響邊緣的信息,讓我們對真正未知的領域有了前所未有的了解。nasa旅行者2號仍攜帶著該儀器,將首次對這條進入星際空間的通道的性質進行觀測。它可能在2040年左右離開太陽系,但我們不知道它是否會離開保持與地球的溝通。

而新地平線號永遠不會超過旅行者1號,盡管新地平線號目前比任何其他人造物體都快,但當它到達太陽系的外角時,新地平線號永遠不會超過旅行者1號,因為旅行者1號受到多重重力輔助的推動,使其速度比新地平線號更快。旅行者1號在逃離太陽系公里的速度是每秒13公里。而接下來它的速度還會加快,不過我們可能永遠聽不到她的聲音了!

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