新聞背景
北京時間9月13日凌晨,美國航空航天局在官網(wǎng)宣布:美國“旅行者”1號正式成為第一個進入星際空間的人造物體。“旅行者”項目首席科學(xué)家斯通說,“‘旅行者’已經(jīng)離開太陽風(fēng)層,在宇宙海洋各恒星間遨游。”這個飛行了36年的空間探測器目前距離太陽大約為190億千米。新的意想不到的數(shù)據(jù)顯示,“旅行者”1號已于一年前進入星際空間。
而三天前,有國內(nèi)專家表示,所謂“‘旅行者’1號飛出太陽系”的報道是翻譯錯誤,它起碼要上萬年才能飛出太陽系。這些不同聲音也使我們有必要對有關(guān)“旅行者”的故事做一點深入解讀。
進入星際空間
多數(shù)人認為就是飛出太陽系
美國航空航天局的聲明,到底是不是指“旅行者”1號飛出了太陽系?之所以還有不同理解,主要和人們對太陽系邊界的認識有關(guān)。
有關(guān)太陽系的邊界一直存在爭議,目前還沒有完全統(tǒng)一的標(biāo)準。對于太陽系邊界的認識也在不斷更新和改變。最早有不少天文學(xué)家認為應(yīng)以冥王星軌道為界,即越過冥王星軌道就出了太陽系,它距太陽約為40天文單位(1天文單位為太陽與地球的平均距離,約1.5億千米);
此后又有人提出以柯伊伯彗星帶為界,它距太陽約為50~1000天文單位;
另一種觀點是以太陽層頂為界(太陽層頂是太陽圈與星際空間之間的邊界,太陽風(fēng)在此與星際物質(zhì)達到平衡),它距太陽約為100~160天文單位;
更有甚者提出以依奧爾特云為界,它是一個假設(shè)包圍著太陽系的球體云團,布滿著不少不活躍的彗星,距太陽約為10萬天文單位。國內(nèi)有專家提出“旅行者”1號起碼要上萬年才能飛出太陽系,依據(jù)的就是這個標(biāo)準;
理論計算表明,太陽系的引力范圍為15萬至23萬天文單位,如果以這個為邊界,那太陽系就更大了去了。
這些觀點可謂仁者見仁,智者見智,但簡言之,它們是按以下幾種方式確定:一是距太陽最遠的行星或矮行星的軌道為界;二是按太陽風(fēng)所能到達的距離為界;三是按奧爾特云所處的位置為界;四是按太陽引力所能影響到的范圍為界。
這次,美國航空航天局的網(wǎng)站上雖然沒有“旅行者”1號飛出太陽系外的字樣,但稱“旅行者”1號是第一個進入星際空間的人造物體,所以大多數(shù)人認為這就是飛出太陽系的意思。
雖然“旅行者”1號仍受太陽的影響,但美國權(quán)威專家認為這是人類進入星際空間的歷史性飛躍,認為其意義堪比麥哲倫第一次環(huán)球航行或阿姆斯特朗首次載人登月。
磁場方向改變
第三條標(biāo)準一直沒找到
近年,擁有大量權(quán)威天文學(xué)家和航天專家的美國航空航天局提出,確定空間探測器是在太陽系之內(nèi)還是太陽系之外,主要應(yīng)看它所在的區(qū)域占主導(dǎo)地位的粒子源自哪里。
而最新的空間探測成果表明,太陽系界面是延伸式和不規(guī)則的,原因是太陽粒子和太陽系外的宇宙粒子是互相影響的。所以美國提出用三個指標(biāo)來衡量空間探測器是否飛出太陽系。一是空間探測器周圍來自太陽的帶電粒子數(shù)量是否急劇下降;二是來自太陽系外的宇宙射線是否陡然增加;三是所處空間的磁場方向是否突然改變,或者星際等離子體密度是否大大提高。
在2013年3月,美國兩所大學(xué)發(fā)表論文稱,“旅行者”1號已經(jīng)成為首個脫離太陽系的人造物體,但這一結(jié)論隨即被美國航空航天局專家們批評為“草率、不實”。因為當(dāng)時“旅行者”1號傳回的數(shù)據(jù)表明,它雖然已探測到了飛出太陽系的三個關(guān)鍵指標(biāo)中的兩個,即來自太陽的高能帶電粒子數(shù)量只有以前的1%,源自太陽系外死亡恒星的低能宇宙射線比以往增加了2倍,但“旅行者”1號上的磁力計未發(fā)現(xiàn)磁場方向的偏轉(zhuǎn),也沒有獲得星際等離子體密度大大提高的證據(jù)。