2012年,,旅行者1號(hào)進(jìn)入星際空間。在之后的很長(zhǎng)一段時(shí)間里,,旅行者1號(hào)都是人類(lèi)唯一一顆進(jìn)入星際空間的探測(cè)器,,而這一切在2018年發(fā)生了變化。 在2018年12月初的美國(guó)地球物理聯(lián)合大會(huì)(AGU)上,旅行者號(hào)團(tuán)隊(duì)公布了旅行者2號(hào)的重要進(jìn)展: 通過(guò)旅行者2號(hào)攜帶的等離子體譜儀(PLS),、宇宙射線探測(cè)系統(tǒng)(CRS)等科學(xué)儀器,,旅行者號(hào)團(tuán)隊(duì)確認(rèn)旅行者2號(hào)于2018年11月5日也穿過(guò)了太陽(yáng)風(fēng)的邊界,也就是下圖里淺藍(lán)色的紡錘狀范圍的邊界—— 這是熱而稀薄的太陽(yáng)風(fēng)和冷而致密的星際介質(zhì)交鋒下形成的邊界,,可以看作太陽(yáng)風(fēng)吹出的一個(gè)“泡泡”,,飛出了這個(gè)泡泡之后,旅行者2號(hào)就進(jìn)入了一個(gè)叫做“星際空間”的新天地:探測(cè)器周?chē)筒辉儆衼?lái)自太陽(yáng)的粒子,,轉(zhuǎn)而都是來(lái)自宇宙的粒子了,。 這個(gè)邊界叫作日球?qū)禹?/strong>(heliopause)。而穿過(guò)了日球?qū)禹數(shù)穆眯姓?號(hào)成為繼旅行者1號(hào)之后第二個(gè)進(jìn)入星際空間的探測(cè)器[1],。 旅行者1號(hào)和2號(hào)目前的位置示意圖。來(lái)源:NASA/JPL-Caltech [1] 如何判斷探測(cè)器進(jìn)入了星際空間,?旅行者1號(hào)和2號(hào)都攜帶了專(zhuān)門(mén)用來(lái)探測(cè)太陽(yáng)風(fēng)的等離子體速度,、密度、溫度,、壓強(qiáng)等性質(zhì)的儀器——等離子體譜儀(PLS),,當(dāng)探測(cè)器穿過(guò)太陽(yáng)風(fēng)邊界之后,這個(gè)儀器應(yīng)當(dāng)能探測(cè)到周?chē)h(huán)境中的等離子體密度劇烈減少了——11月5日之后,,旅行者2號(hào)的等離子科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀確實(shí)觀測(cè)到了這個(gè)驟減,,而在此之后,,就不再觀測(cè)到來(lái)自太陽(yáng)的粒子了,。 (右)旅行者2號(hào)攜帶的等離子體譜儀(PLS),;(左)PLS三個(gè)方向測(cè)量到的電流驟減,,這是證明旅行者2號(hào)進(jìn)入星際空間的決定性證據(jù)。來(lái)源:NASA/JPL-Caltech/MIT[1] 除了等離子體譜儀,,旅行者2號(hào)還從其他三個(gè)儀器:宇宙射線探測(cè)系統(tǒng)(CRS),、低能帶電粒子儀(LECP)和磁力計(jì)(MAG)的觀測(cè)中確認(rèn)了這一結(jié)果。 旅行者2號(hào)的宇宙射線探測(cè)系統(tǒng)(CRS)探測(cè)到的旅行者2號(hào)周?chē)?1月5日之后撞擊儀器的輻射探測(cè)裝置的來(lái)自太陽(yáng)的粒子率驟減,,而來(lái)自宇宙射線的粒子率驟增。來(lái)源:NASA/JPL-Caltech/GSFC 第一個(gè)很厲害我知道,,可第二個(gè)又厲害在哪里了,?雖然旅行者2號(hào)并不是人類(lèi)第一個(gè)進(jìn)入星際空間的探測(cè)器,但這一歷史性時(shí)刻依然意義非凡,。 不同于只飛掠了木星和土星的旅行者1號(hào),,旅行者2號(hào)是人類(lèi)迄今為止唯一一顆一次性飛掠過(guò)四顆外太陽(yáng)系行星系統(tǒng)(木星、土星、天王星,、海王星)的探測(cè)器,。 為了完成這一超凡的挑戰(zhàn),科學(xué)家們充分利用了大天體的引力助推和175年一遇的大天體特殊排列,,很難想象這一創(chuàng)舉是四十多年前完成的——這是人類(lèi)窮盡當(dāng)時(shí)的技術(shù),、智慧和機(jī)遇的一次里程碑式的成功,直到今天都尚未被超越,。 另一方面,,為了能多看兩顆外太陽(yáng)系大天體,旅行者2號(hào)選擇了和旅行者1號(hào)不同的軌道策略,,于是也就在幾個(gè)大行星之間多花了不少時(shí)間,,這也是為什么先發(fā)射的旅行者2號(hào)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于旅行者1號(hào)——至今已落后了25個(gè)天文單位(1個(gè)天文單位約為1個(gè)日地平均距離)。 只飛掠了木星和土星的旅行者1號(hào)和飛掠了木星,、土星、天王星,、海王星的旅行者2號(hào),。來(lái)源:維基 旅行者2號(hào)也讓人類(lèi)得以首次直接觀察到探測(cè)器穿過(guò)太陽(yáng)風(fēng)邊界進(jìn)入星際空間之后的環(huán)境。旅行者1號(hào)的等離子體譜儀早在1980年飛掠土星的時(shí)候,,也就是穿過(guò)太陽(yáng)風(fēng)邊界很久之前就已經(jīng)壞掉了,,是旅行者2號(hào)首次直接觀測(cè)到了預(yù)期的變化。 事實(shí)上,,旅行者號(hào)團(tuán)隊(duì)也非常期待旅行者2號(hào)尚能工作的四臺(tái)儀器接下來(lái)能為我們提供更多關(guān)于星際空間的情報(bào)——畢竟我們對(duì)日球?qū)禹斨獾氖澜邕€知之甚少,。 旅行者號(hào)現(xiàn)在到哪兒了?——還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有飛出太陽(yáng)系呢,!截止到2019年2月28日,,2艘旅行者號(hào)現(xiàn)在分別位于距離太陽(yáng)145和121個(gè)天文單位處[3]。 120個(gè)天文單位有多遠(yuǎn),?已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了八大行星距離太陽(yáng)的距離,也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了冥王星所在的柯伊伯帶(30-50個(gè)天文單位)的距離——現(xiàn)在位置上的旅行者2號(hào)的信號(hào)以光速傳播也需要16.5個(gè)小時(shí)才能抵達(dá)地球——而太陽(yáng)的光傳到地球只需要8分鐘,。 但120個(gè)天文單位對(duì)廣袤的太陽(yáng)系來(lái)說(shuō)還只是一小步而已,。目前我們認(rèn)為的太陽(yáng)系的邊界,是太陽(yáng)的引力邊界,,這是一個(gè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于太陽(yáng)風(fēng)邊界的范圍,。 最起碼,飛出太陽(yáng)系之前還要經(jīng)過(guò)一個(gè)被稱為奧爾特云的小天體聚集區(qū),,一個(gè)距離太陽(yáng)5千-10萬(wàn)個(gè)天文單位的球狀區(qū)域——兩艘旅行者號(hào)想要飛入這個(gè)區(qū)域都還需要約300年,,飛出這個(gè)區(qū)域…可能還需要3萬(wàn)年,。 奧爾特云(Oort cloud)的位置,。來(lái)源:NASA 等等,,既然旅行者1號(hào)和2號(hào)都已經(jīng)飛到一百多個(gè)天文單位了,怎么沒(méi)有探訪位于30-50個(gè)天文單位柯伊伯帶天體呢,?,!為什么還要等到新視野號(hào)來(lái)完成呢?新視野號(hào)的PI(項(xiàng)目負(fù)責(zé)人)Alan Stern表示,,這是他最經(jīng)常被公眾問(wèn)到的問(wèn)題之一,。這是一個(gè)非常有意思的問(wèn)題,我們留到下次再八 旅行者號(hào)上的儀器怎么樣了,?旅行者1號(hào)和2號(hào)是孿生機(jī),它們攜帶了完全一樣的科學(xué)儀器,。它們攜帶的10臺(tái)科學(xué)儀器分別是:
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