旅行者2號：我飛出太陽系了嗎,？

距地球超180億公里,，是史上飛得第二遠(yuǎn)的航天器,；NASA認(rèn)為飛出太陽系還需3萬年

旅行者1號和2號都飛出了太陽風(fēng)層頂,，進(jìn)入恒星際空間,。來源/NASA官網(wǎng)

史上第二次,，人造物體到達(dá)了恒星之間的星際空間,。經(jīng)過41年的飛行,，旅行者2號探測器脫離了太陽風(fēng)的范圍,，進(jìn)入一片人類陌生的太空。

美國東部時間12月10日,，在美國地球物理聯(lián)合會（AGU）年度會議上,，NASA旅行者號團(tuán)隊宣布了這一消息。

那么,，旅行者2號飛出太陽系了嗎,？2012年，與旅行者2號同年發(fā)射的旅行者1號也飛出了日光層,。但是對于這兩個探測器是否飛出太陽系,，一直有不同看法。這取決于對太陽系邊界的定義,。

NASA此次表示,，太陽系的邊界被認(rèn)為在奧爾特云外緣之外，奧爾特云是一組仍然受太陽引力影響的小型物天體,。旅行者2號需要大約300年才能到達(dá)奧爾特云的內(nèi)部邊緣,。而飛越奧爾特云，則可能需要3萬年,。

旅行者2號11月5日飛越日光層外緣

旅行者2號目前距離地球超過110億英里（180億公里）,，相當(dāng)于321個地球到火星的距離，4.7萬個地球到月球的距離,。研究人員仍可以與其通信,，但以光速傳播的通信信號，從旅行者2號到達(dá)地球大約需要16.5小時,。而相比之下,，從太陽出發(fā)的光只需要大約8分鐘就能到達(dá)地球,。

對比航天器上儀器的數(shù)據(jù)，NASA科學(xué)家確定旅行者2號于11月5日飛越了日光層的外緣,。最重要的證據(jù),，來自其等離子體科學(xué)儀器（PLS），旅行者1號上同樣的儀器在1980年就停止了工作,。

儀器數(shù)據(jù)顯示,，直到最近，旅行者2號周圍空間中彌漫的還主要是從太陽流出的等離子體,。這種被稱為“太陽風(fēng)”的流出物形成了一個“泡沫”（即日光層）,，將太陽系中的行星包圍在其中。

日光層的邊界被稱為太陽風(fēng)層頂,，是炎熱的太陽風(fēng)與寒冷,、密集的星際介質(zhì)相遇的地方。旅行者2號的“孿生兄弟”旅行者1號已經(jīng)在2012年越過了這一邊界,，是目前飛得最遠(yuǎn)的航天器,，旅行者2號的飛行距離緊隨其后,。

轉(zhuǎn)折點發(fā)生在今年11月5日,。科學(xué)家發(fā)現(xiàn),，這一天,，PLS探測到的太陽風(fēng)粒子速度急劇下降，而銀河宇宙射線則相應(yīng)增加,。從那時起,，等離子儀器觀測到旅行者2號周圍環(huán)境沒有太陽風(fēng)流動，這使得科學(xué)家有理由認(rèn)為,，探測器離開了日光層,。

除了等離子體數(shù)據(jù)，NASA科學(xué)團(tuán)隊成員還得到了來自其他三種儀器的證據(jù),。宇宙射線子系統(tǒng),、低能帶電粒子儀器和磁力計的數(shù)據(jù)，都說明旅行者2號越過了日光層,。

“在日光層之外的星際空間區(qū)域,，還有很多值得研究的地方?！盢ASA報道援引旅行者項目科學(xué)家艾德·斯通的話表示,。

“我們的研究始于太陽，并延伸到太陽風(fēng)所接觸的一切,?！盢ASA太陽物理學(xué)部主任尼古拉·?？怂拐f：“旅行者發(fā)回有關(guān)太陽影響邊緣的信息，讓我們對從未涉足的疆域?qū)崿F(xiàn)了前所未有的一瞥,?！?/p>

旅行者2號不會很快離開太陽系

太陽風(fēng)盡處，恒星際空間開始了,。

北京天文館館長朱進(jìn)告訴記者,，當(dāng)宇宙射線量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于太陽風(fēng)輻射量時，就可以說是進(jìn)入了恒星際空間,?！袄缭谔栂?大行星的范圍內(nèi)，叫作行星際空間,，而出了太陽風(fēng)范圍,，就是恒星際空間?！睂τ谛请H空間的解釋,，NASA認(rèn)為是“每個恒星等離子體影響領(lǐng)域之間的空間”。

然而,，NASA也表示,，進(jìn)入恒星際空間后，旅行者1號和旅行者2號尚未離開太陽系,，并且不會很快離開,。

旅行者2號距離飛出太陽系還有多遠(yuǎn)？NASA稱,，太陽系的邊界被認(rèn)為超出了奧爾特云的外緣,，奧爾特云的厚度估計從太陽開始大約1000個天文單位，并擴展到大約100000個天文單位,。一個天文單位是從太陽到地球的距離,，旅行者2號需要大約300年才能到達(dá)奧爾特云內(nèi)部邊緣，并且可能需要3萬年才能超越它,。

關(guān)于太陽系邊界的界定,，多位天文學(xué)家表示，目前定義并不確切,。天文專家寇文表示,，太陽系邊界可以從很多角度來看，最保守的是八大行星的影響范疇,。目前比較普遍接受的觀點,，是有太陽引力覆蓋即為太陽系范疇，而朱進(jìn)說，太陽引力理論上可以抵達(dá)無窮遠(yuǎn),。

中國航天科工二院研究員,、國際宇航聯(lián)合會空間運輸委員會副主席楊宇光認(rèn)為，即使飛出奧爾特云,，也不能說是飛出了太陽系,，因為奧爾特云之外仍有物體繞地球運轉(zhuǎn)。

自20世紀(jì)60年代以來,，大多數(shù)科學(xué)家將太陽系定義為奧爾特云邊界之內(nèi),。“當(dāng)然,，非正式地說,，太陽系通常意味著太陽周圍的行星區(qū)域?！盢ASA在一篇文章中也提出了這樣的觀點,。

航天專家龐之浩表示，行星科學(xué)家認(rèn)為,，離開太陽風(fēng)的范圍,，就可以算飛出太陽系了?！拔覀€人傾向于飛出太陽風(fēng)層就可以說飛出太陽系,，這樣可以激起人們探索太空的興趣，尤其是激發(fā)青少年對太空的熱情,。而且,，再過一些年,，人類就會失去與旅行者的通信,，飛出去也沒什么意義了?！饼嬛普f,。

隨著旅行者探測器越來越“老”，科學(xué)家將陸續(xù)關(guān)閉一些儀器,。旅行者探測器使用放射性物質(zhì)衰變產(chǎn)生的熱量供電,，放射性物質(zhì)包含在稱為放射性同位素?zé)岚l(fā)生器（RTG）的裝置中。RTG的功率輸出每年減少約4瓦,，旅行者的部分儀器,，包括兩個航天器上的攝像機，隨著時間的推移已被關(guān)閉以節(jié)約電力,。NASA項目團(tuán)隊希望兩個旅行者探測器還可以再繼續(xù)工作10年,。

攜帶人類文明的金唱片溝通外星文明

旅行者2號的旅程起源于1977年8月20日，16天后，旅行者1號也發(fā)射升空了,。在那時,，NASA的科學(xué)家們還無法預(yù)料，兩者的征程將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原定目的地,。

旅行者原計劃是對木星和土星進(jìn)行近距離探測,。隨著探測圓滿結(jié)束，科學(xué)家發(fā)現(xiàn),，它們還有能力執(zhí)行更多的任務(wù),。于是旅行者2號受控飛往天王星和海王星進(jìn)行探測，旅行者1號則對土衛(wèi)六進(jìn)行了近距離觀測,，之后,，兩兄弟繼續(xù)向深空遠(yuǎn)征。它們的壽命從5年延長到了至今的41年,。

據(jù)NASA消息,，兩個旅行者探測器向人類解釋了日光層如何與來自外部的星際風(fēng)相互作用。它們的觀測結(jié)果,，補充了NASA星際邊界探測器（IBEX）的數(shù)據(jù),。未來，NASA還準(zhǔn)備增加一項任務(wù),，于2024年發(fā)射星際測繪和加速探測器（IMAP）,，以充分利用旅行者探測器的觀測資料。

旅行者探測器的“旅行”故事不僅影響了幾代科學(xué)家和工程師,，也影響了地球的文化,，包括電影、藝術(shù)和音樂,。

每個旅行者探測器都帶有一張銅鍍金激光唱片,，記錄了地球的音樂、語言,、圖片等信息,，包括普通話和中國古琴曲“流水”，圖片則以模擬信號收錄,。

當(dāng)時的科學(xué)家希望金唱片能代表人類與宇宙星系溝通,。NASA表示，由于探測器可能持續(xù)飛行數(shù)十億年,，有朝一日,，這些“圓形時間膠囊”可能是人類文明的唯一痕跡。

旅行者計劃對人類宇宙探索影響持續(xù)至今

作為人類飛得最遠(yuǎn)的兩個航天器,，旅行者探測器在人類宇宙探索的歷史中無疑是兩座里程碑,。

“旅行者計劃對人類意義非常重大。尤其是旅行者2號，直到現(xiàn)在人類還沒有重訪過天王星和海王星,，我們對于這兩顆行星最深入的了解都來自它,。”楊宇光說,。

首次對木星成像,、首次觀測到天王星和海王星的環(huán)、首次發(fā)現(xiàn)地球以外的活火山,、首次觀測到地外行星上的閃電（來自木星）……這些成就都由旅行者探測器達(dá)成,。在初期的探測中，它們一共發(fā)現(xiàn)了木星的3顆,、土星的4顆衛(wèi)星,，天王星的11顆和海王星的5顆新衛(wèi)星。

旅行者號的探索,，也為后來的很多航天任務(wù)鋪平了道路,。美國宇航局行星科學(xué)部主任詹姆斯·格林說，伽利略,、木星探測器對木星的探測,、卡西尼探測器對土星的探測，都起源于旅行者的探索,，“旅行者的探測數(shù)據(jù)曾顯示了木星動蕩的大氣,。由于旅行者號的事先探測，今天,，我們的朱諾號在極近距離范圍內(nèi)觀測到木星的風(fēng)暴,，并在極地兩側(cè)發(fā)現(xiàn)了幾乎是地球大小的旋風(fēng)?！?/p>

計劃于2022年前后實施的Europa Clipper（歐羅巴快船）任務(wù),，將去往木衛(wèi)二尋找冰下海洋；未來的歐羅巴著陸器將去尋找地外生命痕跡,。這些計劃也都基于旅行者號的經(jīng)驗,。

旅行者號的發(fā)現(xiàn)還啟發(fā)了人類未來的使命,，例如,，去往木星迷人的火山衛(wèi)星Io。關(guān)于衛(wèi)星lo探測計劃已被列為NASA重要科學(xué)優(yōu)先事項之一,。

茫茫宇宙中,，除了兩個旅行者探測器，先驅(qū)者10號,、先驅(qū)者11號和新視野號3個探測器也處于最終將離開太陽系的軌道,，也正向太陽系邊緣進(jìn)發(fā)。人類已經(jīng)失去了與先驅(qū)者10號、先驅(qū)者11號的聯(lián)系,，新視野號2015年飛掠了冥王星,，正飛往柯依伯。

由于新視野號飛行速度較快,，不久的將來,，我們也將見證它進(jìn)入恒星際空間。

本版采寫/新京報記者 倪偉