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科学家:就算太阳毁灭,旅行者号还会继续在银河系游荡,成为地球存在的证据

The sun as a fiery red balls spewing particles

原作者:马丽娜-科伦    MARINA KOREN

大约50亿年后,当我们的太阳在某个剧烈的过程中覆灭,连带着吞噬了我们整个星球的时候,“旅行者号” 可能还会在银河系中游荡。“到了那个时候, 旅行者号可能是地球存在的仅剩的证据。”库尔特说。

美国《大西洋月刊》的报道指出,宇宙飞船在离地球数十亿英里的地方依然能感受到太阳的存在。

多年以前,美国宇航局将一对航天器“旅行者号”送入距离地球数十亿英里的太空,这是人类航天史上距离最远的一次任务。最近一次收到“旅行者号”拍摄的周边环境照片是在1990年,在它飞越木星、土星、海王星和天王星到达星际空间(恒星之间未探知的神秘空间)之后,就没有接收到任何来自于它们的信息了。

但是最近航天器捕捉到了一些信息显示,即使是在那样遥远的距离,也依然能够感知到太阳的存在。

一个科学家研究团队在“旅行者号”周围探测到了突然爆发的宇宙射线。他们在报告中称,这些射线是由太阳喷发产生的冲击波引起的。这些冲击波以每小时一百万英里的速度喷出粒子并需要一年多的时间才能到达“旅行者号”,当它们到达时,会激发附近的宇宙射线电子。科学家们曾经在在地球周边行星附近观察到类似的现象,但从未在星际空间中观察到。

“我们确实发现,我们原以为沉寂、原始的星际空间实际上受到太阳的极大干扰”,领导这项研究的爱荷华大学物理学和天文学名誉教授唐-古内特告诉记者。

40多年前,古内特教授设计并制造了“旅行者号” 中的一个仪器,可以感知监测到这种宇宙射线。旅行者1号在2012年到达星际空间,旅行者2号在2018年紧随其后。但实际上,这些飞船并没有离开太阳系,尽管多年来很多头条新闻都声称它们已经离开了太阳系。乍一看,这似乎有些矛盾–怎么会有物体同时存在于星际空间和太阳系内呢?这不是两个完全不同的空间吗?

从星际空间的定义来看看,星际空间始于太阳粒子无法到达的空间。太阳向四面八方、无时无刻释放着稳定的高能粒子流,这股太阳风(即太阳表面放射的离子组成的粒子流)将行星及其卫星和其他天体笼罩在一个叫做日光层的保护气泡中。

科学家们曾预测,太阳风会在遇到星际介质的冷粒子的地方停下来,星际介质中洒满了超新星,即其他恒星死亡后留下的物质。但他们并不确定太阳的影响范围到底以哪里为界,直到2012年,旅行者1号探测到不一样的宇宙环境的边界。”太阳等离子体跨越边界并不是不可能的,但真的很难。”爱荷华州立大学的另一位研究科学家比尔-库尔特告诉记者,他和谷内特教授共同发现了这一新现象。

旅行者号已经到达日光层之外的位置。库尔特曾经在一本科学杂志上发表过一篇评论,说离开日光层基本上就是离开太阳系了。他笑着说:“我被骂的很惨”。因为虽然太阳风吹得很远,最远可达距离我们120个天文单位远的空间(一个天文单位等于地球和太阳之间的距离),但是太阳的影响力却能延伸得更远。不是通过温度,而是通过引力。

太阳的引力可以让日光层之外的物体在它的轨道上停留。旅行者号会继续他们的旅程,最终他们将进入奥尔特云,一个在冥王星附近的由冰封物体组成的区域。(奥尔特云是一个假设包围着太阳系的球体云团,其中布满不活跃的彗星,距离太阳约50000~100000个天文单位,最大半径差不多为1光年)。因为这些天体在引力作用下与太阳紧密相连,所以它们仍然算作太阳系的一部分。过了奥尔特云的远端边缘,也就是1万到10万天文单位之间的某个地方,才是太阳系真正的边界。”尽管旅行者1号已经走出了超过150个天文单位远的距离,但在它超越奥尔特云之前,还有很长很长的路要走。”库尔特说。旅行者号还要再过几百年才能到达奥尔特云区域,然后再走个上万年才能到达奥尔特云的另一层边界。

旅行者号于1977年发射时,科学家们还没有想到在距离地球如此遥远的星际空间进行科学研究。美国宇航局当时只是让“旅行者号”巡游于我们附近的行星和卫星,收集有价值的数据和美丽的图片。巡游结束后,航天器才继续向远处前行。在此后的几年里,美国宇航局喷气推进实验室的负责人关闭了两个航天器上的从科学仪器到加热器等多个组件,分配尽可能多的电力用于维持航天器继续前行。

也许有一天,工程师们还不得不关闭其中一个帮助航天器向地球发送信号的元件,这个过程单程需要20小时左右。这是一个危险的尝试。“如果尝试成功,那么我们就会多获得两瓦特可支配的电力,”“旅行者”号项目经理苏珊娜-多德去年透露。“如果尝试失败,那我们的任务也就失败了。”

现在,“旅行者号”仍然从未知的领域发送信号到地球。工程师们预计,不出十年,航天器将不再发送信号。但它们还会继续向前移动,在浩瀚的太空中被撞毁的可能性不大。

大约50亿年后,当我们的太阳在某个剧烈的过程中覆灭,连带着吞噬了我们整个星球的时候,“旅行者号” 可能还会在银河系中游荡。“到了那个时候, 旅行者号可能是地球存在的仅剩的证据。”库尔特说。

当 “旅行者 号”最终离开太阳系时,将首次进入一个不受太阳规则约束的空间地带。在那里,太阳也不过是别人夜空中的一颗星星,太阳的温暖或引力不会被注意到,但它的光芒会传播至数光年的范围。