苦行28年 美国“旅行者”飞船即将飞出太阳系(图)

http://www.sciencehuman.com   科学人 网站  2005-05-30

　　新华社洛杉矶5月24日电  美国宇航局下属的喷气推进实验室24日说，1977年发射的“旅行者”1号飞船经过漫长的旅行，已飞出了太阳系的激波边界，即将成为第一个进入太阳系外空间的人造航天器。　

飞越各大行星的"旅行者"号飞船

　　在近28年的飞行后，“旅行者”1号目前距太阳近140亿公里。它所在的区域里，太阳的影响已急剧减弱，带电荷的太阳风急剧减速后已变成了稀薄的恒星间气体，这里被称为太阳风鞘。　　

　　“旅行者”项目科学家爱德华·斯通形象地比喻说，这艘飞船如今已进入“长跑最后一圈”，它正在探测太阳系最外层的边界。在远离太阳的黑暗、寒冷空间，“旅行者”依靠它装备的放射性同位素热电机组驱动。

　　在2003年11月，喷气推进实验室的科学家曾发现“旅行者”1号观测到了一些前所未有的迹象，并判断它已进入激波边界。但因为没有人知道激波边界的确切标志，这一观点引起相当争议，部分科学家认为它只是接近了这一区域而已。　

　　激波边界是太阳风在恒星间气体压力下减速的地带。在这个地带，太阳风从每小时100万至240万公里的高速急剧下降，其粒子密度更大，温度也升高了。科学家认为，由于恒星间气体压力变化，这个区域经常收缩或膨胀，很难清晰确定边界。　

　　这次，科学家根据两个特征一致判断“旅行者”1号已飞出了激波边界。第一，去年12月飞船探测到周围磁场强度急剧增加，到现在磁场都维持在高强度上，这说明太阳风粒子的减速过程已经完成。第二，飞船探测到周围有等离子体波浪，这是激波边界内外太阳风速不同、使带电粒子来回振荡而导致的。　　

　　太阳风鞘状如泪滴，“旅行者”1号将从它最薄的地方飞出去，当它穿越太阳风鞘的外缘边界——太阳风层顶之后，才算真正飞到了太阳系之外的银河系空间。科学家说，这可能还要几年时间。它的孪生飞船“旅行者”2号正沿另一条轨道飞出太阳系，目前距太阳也有100亿公里。美宇航局预计，这两艘飞船将至少运行到2020年。　　

　　1977年9月5日发射的“旅行者”1号飞船，是飞得最远的人造航天器。著名科学家卡尔·萨根等人让它携带了“地球名片”，这是一个刻着各种几何图案的镀金铜片，飞船上还有地球上各种声音的记录。这些是为了让可能存在的外星智慧生命知道地球生命。

　　  [新华社]

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　　“旅行者”1号飞船进入了太阳的外层空间（小图），就像围绕在恒星LL Ori周围的区域。（图片提供:喷气推进实验室/美国宇航局）

　　美国科学家5月24日宣布，他们的“旅行者”1号飞船已经进入了一个全新的空间，这是一片只在假设中出现，却从未被观测过的领域，此举标志着“旅行者”1号飞船已经真正迈进了星际之旅的门槛。这片区域被称为太阳鞘；它位于以超音速冲刷着所有系内行星的太阳风所能到达的区域之外，在这里太阳风已经衰减为亚音速。仅仅在两个月前，美国国家航空和宇宙航行局(NASA)的主管们宣布，随着28年前发射的、距离地球140亿公里的“旅行者”1号飞船飞入了太阳系中最远的行星以外的遥远空间，这艘航天器已经超出了有效使用期限。

　　长期以来，与太阳鞘到底有什么作用相比，研究人员更热衷于争论它到底在什么位置。天文学家认为，太阳鞘以及它的内部边界都能够保护太阳系免受银河系宇宙射线的侵袭，同时自己形成能够到达地球的宇宙线。太阳鞘同时也是“旅行者”1号飞船在对恒星间的极端稀薄物质进行取样研究前的最后一站。

　　在路易斯安那州新奥尔良美国地球物理学协会的联合会议上，来自NASA位于马里兰州绿色地带的戈达德空间飞行中心的Leonard Burlaga和“旅行者”1号飞船磁强计研究小组的科学家报告说，他们发现了太阳鞘的一个关键标志。2004年12月，“旅行者”1号飞船在94个天文单位(AU)处(即94倍于日地距离的地方)持续观测到由太阳风的带电粒子牵引的微弱磁场的强度增强了3倍。天文学家认为，只有减速的太阳风及随之产生的压力才能达到这样的效果。

　　研究人员同时还在期待着“旅行者”1号飞船能够完成另一个具有里程碑意义的壮举：完全飞离太阳鞘。据估计，“旅行者”1号飞船与太阳鞘——太阳风在这里逐渐消失，并且星际介质开始出现——的距离是在不断变化着的。随着装载的放射性同位素热量发电机的能量逐渐下降，在2020年之前，“旅行者”1号飞船将能够悄悄地飞临147AU的宇宙空间。

　　那么哪里才是太阳系的尽头呢？研究人员推测，125AU是太阳鞘的最佳估算距离。艾奥瓦城艾奥瓦大学的Donald Gurnett认为，“这是一个令人兴奋的数字”，这样“旅行者”1号飞船大约在2014年将能够到达那里。或许NASA的主管们同样也能够松一口气了，并且可以在今年秋天将“旅行者”1号飞船和它的“孪生弟弟”——“旅行者”2号飞船从被考虑终止的空间物理探测任务名单上删除。

     [科学时报]

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