科技日?qǐng)?bào)記者張夢(mèng)然
2012年,“旅行者1號(hào)”(Voyager 1)進(jìn)入星際空間,傳回了非常寶貴的日球?qū)禹敂?shù)據(jù)。但是,由于探測(cè)器上的等離子體設(shè)備損壞,地球上的研究人員,根本無(wú)法收集到那次穿越的完整數(shù)據(jù)。
但現(xiàn)在,人類擁有了“旅行者2號(hào)”(Voyager 2)穿過(guò)星際空間的首批數(shù)據(jù)。英國(guó)《自然·天文學(xué)》雜志4日同時(shí)公開(kāi)5項(xiàng)研究,確認(rèn)了“旅行者2號(hào)”于2018年11月5日已進(jìn)入星際空間,取得了科學(xué)史上又一項(xiàng)重要的技術(shù)成就。
當(dāng)時(shí)其與地球的距離,是地球和太陽(yáng)距離的119倍。
首度進(jìn)入星際空間的是它
2014年9月13日,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)召開(kāi)發(fā)布會(huì)正式確認(rèn)“旅行者1號(hào)”飛出太陽(yáng)系,進(jìn)入星際空間。這是第一個(gè)進(jìn)入星際空間的人造物體。
“旅行者1號(hào)”自1977年發(fā)射以來(lái),一直在急速遠(yuǎn)離太陽(yáng)。它到訪過(guò)木星及土星,提供過(guò)這兩顆星球及其衛(wèi)星的高解像清晰照片,還曾幾次轉(zhuǎn)換過(guò)目標(biāo)任務(wù)。而此前它最著名的事跡,是擔(dān)當(dāng)傳播地球文化和聯(lián)絡(luò)其他宇宙生物的“大使”——其攜帶了一張鍍金表面的銅質(zhì)磁盤唱片,內(nèi)容包括用55種人類語(yǔ)言錄制的問(wèn)候語(yǔ)和各類音樂(lè)、影像,其中有管平湖先生演奏的中國(guó)古琴曲《流水》。其目的,是要向地外生命們表達(dá)人類最友善的問(wèn)候。
但從2012年開(kāi)始有傳言至2014年開(kāi)發(fā)布會(huì),“旅行者1號(hào)”的精確位置不斷引發(fā)激烈爭(zhēng)論。最終認(rèn)為,“旅行者1號(hào)”約是在2012年8月25日離開(kāi)了日球?qū)討驯,進(jìn)入寒冷的星際空間。
無(wú)疑,“旅行者1號(hào)”闖入了先前沒(méi)有任何探測(cè)器到過(guò)的地方,是人類宇宙探索的重要里程碑。人造設(shè)備駛?cè)胄请H空間,從科學(xué)意義上來(lái)講,標(biāo)志著人類的夢(mèng)想又掀開(kāi)了新一頁(yè)篇章,也是“星際時(shí)代”的到來(lái)。
但從科學(xué)數(shù)據(jù)收益來(lái)說(shuō),結(jié)果卻不盡如人意。當(dāng)時(shí)探測(cè)器上的等離子體設(shè)備已受損,科學(xué)家們并沒(méi)有拿到首度穿越的完整數(shù)據(jù)。
不同尋常的第二位“旅行者”
“旅行者2號(hào)”是第二個(gè)穿越日光層邊界的探測(cè)器,發(fā)射時(shí)間稍早于1977年升空的姐妹探測(cè)器“旅行者1號(hào)”,并已在太空中運(yùn)行了42年。
此次5項(xiàng)研究,集合了麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院、NASA戈達(dá)德太空飛行中心、愛(ài)荷華大學(xué)以及約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的成果,同時(shí)報(bào)道了“旅行者2號(hào)”進(jìn)入星際空間時(shí)的初步測(cè)量數(shù)據(jù),并重點(diǎn)比較了與“旅行者1號(hào)”穿越的異同之處。不同于“旅行者1號(hào)”,“旅行者2號(hào)”上設(shè)備的數(shù)據(jù)顯示日光層的邊界更薄更平滑,之后的星際磁場(chǎng)也更強(qiáng)。
其中一篇論文,麻省理工學(xué)院科學(xué)家約翰·理查德森及其同事認(rèn)為,穿越日球?qū)禹敯l(fā)生在不到一天的時(shí)間內(nèi),而最靠近日球?qū)禹數(shù)男请H介質(zhì)比預(yù)期的更熱,也更多變。
在另一項(xiàng)研究中,加州理工學(xué)院科學(xué)家愛(ài)德華·斯通及其同事通過(guò)觀測(cè)發(fā)現(xiàn),日球?qū)禹敽托请H空間之間有一個(gè)層,而太陽(yáng)風(fēng)和星際風(fēng)會(huì)在這個(gè)層中相互作用。但“旅行者1號(hào)”并未發(fā)現(xiàn)這個(gè)層。
研究人員們表示,綜合所有結(jié)果,“旅行者1號(hào)”和“旅行者2號(hào)”的部分差異可能來(lái)自于太陽(yáng)活動(dòng)水平的變化,其他差異則可能與探測(cè)器運(yùn)行的不同軌道有關(guān)。
我們?nèi)晕锤已粤私?/p>
什么是星際空間?直到19世紀(jì)末,很多人還認(rèn)為這爿廣袤無(wú)垠的世界是一無(wú)所有的。
但通過(guò)觀測(cè)星光,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)星光穿越星際空間后會(huì)大大減弱。這表明,星際空間并不是絕對(duì)真空,那里同樣有物質(zhì)存在——極其稀薄的物質(zhì)——平均每立方厘米的空間內(nèi)僅有0.1—1個(gè)原子。
現(xiàn)在,通過(guò)旅行者探測(cè)器,我們對(duì)星際空間有了更豐富的認(rèn)識(shí),可惜,人類至今對(duì)其了解仍不過(guò)是九牛一毛。
可以看到,最新的一系列論文不僅確認(rèn)了“旅行者2號(hào)”的穿越數(shù)據(jù),最重要的是闡述了日球?qū)禹數(shù)木唧w性質(zhì)——這已經(jīng)是太陽(yáng)系的最外層結(jié)構(gòu),也是日光層和星際空間之間的邊界。
但迄今為止,星際空間的具體性質(zhì)仍有待解答;離太陽(yáng)更遠(yuǎn)、尚未探索過(guò)的空間的結(jié)構(gòu)也存在爭(zhēng)議。在一篇同時(shí)發(fā)表的“新聞與觀點(diǎn)”文章中,天文學(xué)家R·杜特伊特·斯圖爾斯認(rèn)為,隨著旅行者探測(cè)器進(jìn)一步深入星際空間,它們會(huì)探索新的區(qū)域并傳回新的獨(dú)特?cái)?shù)據(jù),而“只有它們的直接觀測(cè),才能讓這些爭(zhēng)論塵埃落定!(科技日?qǐng)?bào)北京11月4日電)