一年前，美國宇航局的"旅行者 2 號"成為了歷史上第二個(gè)飛出太陽(yáng)系并進(jìn)入星際空間的人造探測器。"旅行者 2 號"發(fā)射于 1977 年 8 月 20 日——比其姊妹探測器"旅行者 1 號"早了 16 天，后者已于 2012 年從北部飛離了太陽(yáng)系。"旅行者 2 號"則踏上了更加漫長(cháng)的旅程，成為了目前唯一與天王星和海王星有過(guò)近距離接觸的探測器。之后，它將從南面離開(kāi)太陽(yáng)風(fēng)層(太陽(yáng)系最邊緣的區域，有時(shí)被稱(chēng)作"氣泡")，進(jìn)入星際空間。

　　2018 年 11 月 5 日，隨著(zhù)探測器越過(guò)太陽(yáng)風(fēng)層頂，"旅行者 2 號"正式飛離太陽(yáng)系。太陽(yáng)風(fēng)層頂是太陽(yáng)風(fēng)層與星際空間的分界線(xiàn)，這里距離太陽(yáng)有 119 個(gè)天文單位之遠(一個(gè)天文單位為 9300 萬(wàn)英里或 1.496 億千米，大致為太陽(yáng)和地球之間的距離)。

　　"旅行者 2 號"可以分析太陽(yáng)風(fēng)的構成、等離子體粒子的構造與變化、宇宙射線(xiàn)的相互作用、磁場(chǎng)的結構與方向，以及其他太陽(yáng)系邊界的特征。

　　在《自然·天文學(xué)》雜志上發(fā)表了一系列與"旅行者 2 號"有關(guān)的論文，詳細介紹了該探測器飛出太陽(yáng)系時(shí)的觀(guān)測結果。以下是五個(gè)最為重要的方面。

　　1. 從兩個(gè)方向來(lái)看，氣泡正在泄漏。

　　"旅行者 2 號"飛出氣泡時(shí)獲得了意外發(fā)現。來(lái)自約翰·霍普金斯大學(xué)的斯特馬蒂奧斯·克里米吉斯是其中一篇新論文的第一作者，他表示，探測器收集到的數據顯示出氣泡有"很大的漏洞"。"旅行者 2 號"在星際空間中發(fā)現了來(lái)自太陽(yáng)風(fēng)層內的物質(zhì)。

　　"旅行者 1 號"同樣也發(fā)現了氣泡破裂的跡象。另一篇論文的第一作者，來(lái)自加州理工學(xué)院的愛(ài)德華·斯通說(shuō)道，"旅行者 1 號"發(fā)現星際物質(zhì)正在向氣泡內涌入，這與"旅行者 2 號"的發(fā)現恰恰相反。盡管我們尚不清楚漏洞形成的原因，但來(lái)自太陽(yáng)風(fēng)層兩處不同位置的新發(fā)現卻證實(shí)了，太陽(yáng)風(fēng)層頂存在的漏洞屬于氣泡的常見(jiàn)特征。

　　2. 氣泡的邊界比我們想象中更加穩定。

　　在"旅行者號"探測器發(fā)射之前，科學(xué)家曾預測，隨著(zhù)距離太陽(yáng)越來(lái)越遠，太陽(yáng)風(fēng)層會(huì )逐漸融入星際空間。不過(guò)，這篇論文的第一作者，愛(ài)荷華大學(xué)的唐納德·格尼特表示："事實(shí)上，太陽(yáng)風(fēng)層與星際空間之間存在非常清晰的界限。""旅行者 2 號"似乎證明了這一點(diǎn)。該探測器搭載的等離子波測量?jì)x所記錄下的等離子密度，與"旅行者 1 號"的測量結果大致相同。由于太陽(yáng)等離子的溫度非常高(大約 100 萬(wàn)攝氏度)，而星際空間等離子的溫度非常低(只有 1 萬(wàn)攝氏度)，所以在跨過(guò)邊界時(shí)等離子的密度會(huì )躍升 20 到 50 個(gè)數值。格尼特還說(shuō)道，"這正是流體的特征，通常會(huì )形成非常明顯的邊界。"

　　尤其令克里米吉斯驚訝的是，兩艘探測器在相近的距離上穿過(guò)了太陽(yáng)風(fēng)層(分別為 121 個(gè)天文單位、119 個(gè)天文單位)。此前的模型預測，2012 年"旅行者 1 號"穿越太陽(yáng)風(fēng)層時(shí)的強烈太陽(yáng)活動(dòng)將氣泡的邊界推到了更遠的地方。而去年"旅行者 2 號"進(jìn)行穿越時(shí)，有所減弱的太陽(yáng)活動(dòng)又將氣泡的邊界向內拉回來(lái)了一些。兩艘探測器在兩個(gè)不同的位置以近乎相同的距離飛離了太陽(yáng)系，事實(shí)上，這正是當時(shí)不穩定的太陽(yáng)活動(dòng)所造成的結果。

　　3. 太陽(yáng)風(fēng)層頂的構成會(huì )隨著(zhù)位置的變化而變化。

　　"旅行者 2 號"同樣也進(jìn)行了一些觀(guān)測活動(dòng)，其結果卻與氣泡具有明確界限的事實(shí)不一致——至少情況并不像我們想象的那樣。其中最主要的問(wèn)題集中在氣泡內外磁場(chǎng)的測量方面。天文學(xué)家估計，兩艘探測器所測量的磁場(chǎng)方向會(huì )各不相同。然而，該論文的第一作者，美國宇航局哥達德太空飛行中心的萊昂納德·伯拉加表示，當"旅行者 2 號"穿越較薄的表面時(shí)，"磁場(chǎng)方向基本沒(méi)有發(fā)生變化"——這與"旅行者 1 號"的觀(guān)測結果相一致。與此同時(shí)，"旅行者 2 號"的磁場(chǎng)觀(guān)測數據顯示出，這里的太陽(yáng)風(fēng)層頂比"旅行者 1 號"經(jīng)過(guò)的區域更加稀薄，并且含有較少的高能粒子。這些數據再次給我們帶來(lái)了更多的謎題。

　　4. 太陽(yáng)的影響超出了太陽(yáng)系的范圍。

　　太陽(yáng)會(huì )持續不斷地噴射出被稱(chēng)為日冕物質(zhì)拋射(CMEs)的等離子沖擊波，這種沖擊波有助于太陽(yáng)系的塑造。事實(shí)證明，太陽(yáng)的影響超出了太陽(yáng)系的范圍。"旅行者 2 號"獲得的新數據與之前"旅行者 1 號"的數據一樣，都顯示出了日冕物質(zhì)拋射傳播到太陽(yáng)風(fēng)層頂外并且削弱宇宙輻射的過(guò)程。格尼特表示，"這有點(diǎn)類(lèi)似于你在銀河系中所發(fā)現的情況。"超新星也會(huì )向銀河系中發(fā)射沖擊波，攪動(dòng)星際介質(zhì)，不過(guò)這種沖擊波要比日冕物質(zhì)拋射強烈很多。他還說(shuō)道，"大多數的天文學(xué)家認為，太陽(yáng)系的形成源于超新星所發(fā)射出的星際沖擊波。"

　　如果我們認為宇宙射線(xiàn)促進(jìn)了地球上生命的基因突變，那么不論是在太陽(yáng)系還是其他類(lèi)太陽(yáng)系行星系統，這些發(fā)現也能夠支撐恒星可以影響地外生命的進(jìn)化這一觀(guān)點(diǎn)。

　　5. 這次發(fā)現是"旅行者"項目最主要的里程碑。

　　斯通表示，"兩艘'旅行者'探測器發(fā)射時(shí)，設計使用壽命只有 20 年。那個(gè)時(shí)候，我們很難想象 40 年后它們會(huì )變成什么樣子。"

　　觀(guān)測太陽(yáng)風(fēng)層頂依然是兩艘探測器的最后任務(wù)。它們的能源來(lái)自使用钚 238 的同位素溫差發(fā)電機。钚 238 正在經(jīng)歷自然衰變的過(guò)程。斯通還說(shuō)道，"我們清楚，再過(guò)五年左右，探測器將沒(méi)有足夠的燃料來(lái)維持科學(xué)儀器的運作。"

　　兩艘探測器將繼續幫助我們了解太陽(yáng)風(fēng)層與星際介質(zhì)的作用過(guò)程，以及有關(guān)其他星系的線(xiàn)索。斯通表示，"我們認為每個(gè)星體都具有這些特征。有關(guān)太陽(yáng)風(fēng)層的發(fā)現將幫助我們進(jìn)一步了解其他天體。"

　　雖然美國宇航局依然在監控這兩艘"旅行者"探測器，并繼續與之保持聯(lián)絡(luò )從而獲取數據，但是將這些數據轉化為科學(xué)發(fā)現已經(jīng)成為了美國各個(gè)科研機構的科學(xué)家們的職責所在。目前，并沒(méi)有新的任務(wù)來(lái)接替"旅行者"計劃(唯一航行過(guò)這么遠的"新地平線(xiàn)號"探測器將會(huì )在到達 90 個(gè)天文單位時(shí)用盡所有的燃料)。然而，"旅行者"任務(wù)的成功以及發(fā)現的問(wèn)題，無(wú)疑會(huì )激勵科研工作者提出新的方案，以推動(dòng)有關(guān)太陽(yáng)風(fēng)層以及星際空間的研究。
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