【{$randkws}】NASA旅行者二号探测器发现星际空间比我们所想象的还要更加怪异 - {$web_name} 范围远远延伸超过冥王星轨道

这张插画显示美国航天总署（NASA）航海家一号和航海家二号探测器已然位在太阳圈（heliosphere）之外。 太阳圈是太阳形成的保护性气泡，范围远远延伸超过冥王星轨道。 ILLUSTRATION BY NASA/JPL-CALTECH

旅行者一号和旅行者二号的伟大旅程
（神秘的地球uux.cn报导）据美国全国地理（撰文：MICHAEL GRESHKO 编译：邱彦纶）：旅行者二号（Voyager 2）是有史以来第二艘穿越我们与银河系期它若干边界的宇宙飞船。
美国航天总署的旅行者二号在离家数十亿公里的暗黑太空之中，为太空探索立下了里程碑，在2018年11月，变成有史以来第二艘进入星际空间的宇宙飞船。 值此周年之际，科学家发表了当时旅行者二号穿越边界时所观测到的状况，这让人类对太阳系的某些重大奥秘有了崭新的理解。
五篇刊登在11月7日出版的《自然天文学》（Nature Astronomy）期刊的文章，发表了这些新近察觉，这是首度有宇宙飞船直接对充斥星际空间和太阳系最远范围的带电雾霾──或电浆──开展采样。 这也024天气变化对比旅行者二号宇宙飞船的另一次「第一」，它在1977年发射升空后首度（也是唯一一次）飞越冰质巨行星天王星和海王星。
旅行者一号在2012年达成了同样的壮举，而旅行者二号追随着他的兄弟冲向星际空间。 这两艘宇宙飞船收集到的资料有许多共同特征，像是它们在星际空间所遭遇到的粒子总密度。 但有趣的是，这对双胞胎宇宙飞船在离开太阳系时也目睹了一些核心差异，让我们对太阳在银河系中的运动又有了新的疑惑。
加州理工学院（California Institute of Technology）的旅行者号打算科学家──物理学家埃德． 史东（Ed Stone）在资讯亮相会上这么说：｢这的确是一趟美妙的旅程。 」
「人类能够探索星际空间真是令人兴奋，」未参与这项探究的普林斯顿大学（Princeton University）博士后探究员──物理学家杰米． 兰金（Jamie Rankin）补充说道，「自旅行者一号穿越太阳系边界以来，我们就变成星际旅行者了。 但如今旅行者二号的穿越令人更为兴奋，由于我们如今可以较为星际介质中两个相当各异的位置。 」
美国航天总署的青岛网友热议LPL旅行者二号在离家数十亿公里的暗黑太空之中，为太空探索立下了里程碑，在2018年11月，变成有史以来第二艘进入星际空间的宇宙飞船。 值此周年之际，科学家发表了当时旅行者二号穿越边界时所观测到的状况，这让人类对太阳系的某些重大奥秘有了崭新的理解。
五篇刊登在11月7日出版的《自然天文学》（Nature Astronomy）期刊的文章，发表了这些新近察觉，这是首度有宇宙飞船直接对充斥星际空间和太阳系最远范围的带电雾霾──或电浆──开展采样。 这也是旅行者二号宇宙飞船的另一次「第一」，它在1977年发射升空后首度（也是唯一一次）飞越冰质巨行星天王星和海王星。
旅行者一号在2012年达成了同样的壮举，而旅行者二号追随着他的兄弟冲向星际空间。 这两艘宇宙飞船收集到的资料有许多共同特征，像是它们在星际空间所遭遇到的粒子总密度。 但有趣的一览影视花絮是，这对双胞胎宇宙飞船在离开太阳系时也目睹了一些核心差异，让我们对太阳在银河系中的运动又有了新的疑惑。
加州理工学院（California Institute of Technology）的旅行者号打算科学家──物理学家埃德． 史东（Ed Stone）在资讯亮相会上这么说：｢这的确是一趟美妙的旅程。 」
「人类能够探索星际空间真是令人兴奋，」未参与这项探究的普林斯顿大学（Princeton University）博士后探究员──物理学家杰米． 兰金（Jamie Rankin）补充说道，「自旅行者一号穿越太阳系边界以来，我们就变成星际旅行者了。 但如今旅行者二号的穿越令人更为兴奋，由于我们如今可以较为星际介质中两个相当各异的位置。 」
泡泡内部
要知晓旅行者二号的新近察觉，我们得先知晓太阳并不是颗安静燃烧的光球。 我们的恒星是座翻腾不已的核熔炉，以每小时约72万4000公里的速度在银河系中飞驰，绕着银河系中心绕行。
太阳还会由于扭曲的辫状磁场而分裂，所以表面不断散发出称为太阳风（solar wind）的微弱带电粒子流。 一阵阵的太阳风伴随着太阳磁场，向四面八方高速奔驰，最后太阳风会撞上星际介质──远古恒星爆炸形成的碎片四散在恒星之间的太空。
就像是油和水一样，太阳风和星际介质不会完美地混合在一起，所以太阳风在星际介质中形成了一个称作「太阳圈」的泡泡。 依据旅行者号的资料，这个气泡的前缘从太阳向外延伸约177亿公里，包覆住太阳、八颗行星以及绕着这颗恒星管理的许多外围天体。 太阳圈相当重大，能够保护屏蔽其中的所有物体，含有让我们脆弱的DNA不受大多数来自银河系最高能量辐射的危害。
太阳圈最外层的边缘称为「日球层顶」（heliopause），这里代表着星际空间的起始之处。 理解这个边界，对我们知晓太阳穿越银河系的旅程来说相当具有启发性，这反过来又可以告诉我们更多有关散布在宇宙中其他恒星的状况。
「我们试图知晓边界的性质，这两种风在这里碰撞并混合在一起，」史东在简报中强调，「它们如何混合，有多少物质从气泡的内部流到外部，又有多少物质从气泡的外部流到内部呢？ 」
科学家是在2012年8月25日旅行者一号首度进入星际空间时，才首度得以一窥日球层顶。 起初的观测结局让他们伤透脑筋。 像是探究人员如今得知星际磁场比预期强了大约二至三倍，这强调星际粒子在太阳圈上施加的压力比先前觉得的还要大上十倍。
美国航天总署总部的打算科学家──物理学家派崔克． 科恩（Patrick Koehn）说：「这是我们首度能够真正感受星际介质的渠道，所以这艘宇宙飞船是个名符实际上的开创先锋。 」
渗漏的边界
尽管旅行者一号颠覆了科学家的预期，但它所带来的启示仍不够完备。 旅行者一号用来测量电浆温度的仪器早在1980年就已然停止管理。 可是旅行者二号的电浆仪器仍能正常管理，所以当它在2018年11月5日越过日球层顶时，科学家可以对这个边界有更清楚的认识。
这让探究人员首度观测到，当物体抵达距日球层顶不到2.3亿公里时，它周围的电浆速度会变得更慢、温度上升且更为稠密。 在边界的另一侧，星际介质的温度至少有摄氏3万度，这比预期的温度还要更高。 但此处的电浆相当稀薄且弥散，所以旅行者号探测器周围的平均温度依然相当低。
另外，旅行者二号证实了日球层顶是个渗漏的边界──并且两个方向都会渗漏。 在旅行者一号穿过日球层顶之前，它迅速穿越了星际粒子往日球层顶挤压形成的卷须──就像是树根向内穿入岩石那样。 但是旅行者二号目睹了低能量粒子的细流，往日球层顶向外延伸达数亿公里之远。
当旅行者一号进入日球层顶13亿公里之内时，另一个谜团呈现了，它进入了一个像是边境的区域，在那里向外的太阳风逐步减速。 在穿越日球层顶之前，旅行者二号观测到太阳风形成了一种完全各异的层次，奇怪的是这层的宽度差不多与旅行者一号所见的停滞层一样。
「那相当、相当奇怪，」科恩说，「这的确告诉我们，还需要更多的资料。 」
星际续集？
想要解决这些难题，得对全部太阳圈有更透彻的认识。 旅行者一号在靠近太阳圈的前缘处离开，与星际介质发生碰撞；而旅行者二号则沿着太阳圈的左侧离开。 我们没有太阳圈尾流的资料，所以太阳圈的整体形状依然成谜。 星际介质的压力或许会使太阳圈大致维持球形，但也或许有像彗星一样的尾巴，或者是像牛角面包一样的形状。
但是，尽管其他宇宙飞船当下正向外飞行，但前方它们无法从日球层顶将资料送回地球。 美国航天总署的新视野号（New Horizons）宇宙飞船正以超过每小时5万公里的速度向外离开太阳系，并且会在2030年代耗尽电力，将在距太阳圈外缘不到16亿公里的地方陷入沉寂。 这就是旅行者号打算的科学家和其他人倡议开展后续星际探测的缘由。 目标是为期50年的多世代任务，在前往太阳风以外的未探索区域时，也能探测太阳系的外围区域。
「这里是全部泡泡，我们只从其中的两点穿越，约翰． 霍普金斯大学（Johns Hopkins University）使用物理评测室（Applied Physics Laboratory）太空系的荣誉系主任斯塔玛提奥． 克里明吉斯（Stamatios Krimigis）在简报中说强调，「两个观测点是不够的。 」
新一代的科学家也渴望握着接力棒向前奔跑，其中含有在加州理工学院获得博士学位的兰金，她的论文是有关旅行者一号的星际资料，史东则是她的推动教授。
「处理在我出生前发射宇宙飞船的新近资料真是太神奇了，」她说：「我真的很致谢所有在旅行者号上花费了这么多时间的人。 」