進入星際空間後,旅行者號發現奇怪的現象:空間密度越來越高

网瘾少女 2021/12/20 檢舉 我要評論

作為距離地球最遠的人造物,旅行者1號可謂是備受關注,而它的「孿生兄弟」——旅行者2號,就顯得有些被人冷落了。其實這種「待遇」對旅行者2號而言是不太公平的,因為旅行者1號在「訪問」了土星之後,就離開了黃道面,徑直向太陽系週邊飛去,而旅行者2號則是繼續「訪問」了天王星和海王星的,相對而言,它的貢獻應該比旅行者1號還要大一些。

時至今日,兩個旅行者號探測器都已進入了星際空間,它們依然在正常工作,並不斷地刷新著我們對宇宙深空的認知。近日,旅行者號項目的研究團隊表示,185億公里外,旅行者號發現空間密度越來越高,這是怎麼回事呢?我們需要先來簡單科普一下。

太陽的內部每時每刻都在發生著核聚變,除了不斷地釋放出光和熱之外,太陽還會向外發射出大量的高能等離子體帶電粒子流,也就是我們所稱的太陽風。

我們可以簡單地理解為,太陽風在宇宙空間裡吹出了個一大「泡泡」,而這個「泡泡」的邊界就被稱為「日球層頂」(Heliopause),因為太陽一直在以大約220公里/秒的速度圍繞著銀河系中心公轉,所以這個「泡泡」的形狀並不是標準的球形。

由于「日球層頂」內部存在著來自太陽的粒子,而其外面卻只有來自星際空間的極為稀疏的粒子,因此我們一般都會認為,「日球層頂」外面的物質密度會比內部低很多,根據科學家的估算,「日球層頂」外面的等離子體物質密度大約應該為0.002個電子/立方公分。

順便講一下,之所以討論的是等離子體物質密度,是因為宇宙空間中的等離體物質相對比較容易測量。好的,現在科普完畢,下面我們來進入主題,即進入星際空間後,旅行者號發現奇怪的現象:空間密度越來越高。

2013年10月,旅行者1號早已越過「日球層頂」,進入了星際空間。它在183億公里的距離上首次測量等離子體振盪時,發現這裡的等離子體物質密度為0.055個電子/立方公分,在接下來的日子裡,旅行者1號在212億公里的距離上又進行了一次測量,而測量結果居然是0.13個電子/立方公分。

無獨有偶,旅行者2號也測量出了類似的資料,從而印證了旅行者1號的測量結果。

由于要探測天王星和海王星,旅行者2號花費了很多的時間,因此它直到2018年11月5日才進入星際空間,比旅行者1號晚了6年多(旅行者1號于2012年8月25日進入星際空間)。

2019年1月,旅行者2號在179億公里的距離上,對星際空間的等離子體物質密度進行了首次測量,測量結果為0.039個電子/立方公分,2019年6月,旅行者2號已經到了185億公里外,它在這個位置上的測量結果為0.12個電子/立方公分。

我們可以看到,兩個旅行者號測量出的資料都遠遠地高出了估計值,更奇怪的是,隨著距離的增加,空間密度還越來越高。那麼這種奇怪的現象應該怎麼解釋呢?

就目前來看,研究人員只是給出了一些推測,比如說有觀點認為,來自星際的等離子體在「日球層頂」可能會發生類似「交通堵塞」的現象,從而讓這裡的空間密度增大,還有觀點認為,星際磁場可能會覆蓋在「日球層頂」並增加強度,在這種情況下,等離子體物質的垂直與平行溫度之比的增加就會導致其密度增大。

總而言之,科學家們對此暫時還沒有確定的答案。值得一提的是,所謂的「旅行者1號和旅行者2號都飛出了太陽系」這種說法是不正確的,事實上,這兩個探測器只是穿過了日球層頂(Heliopause),進入了星際空間,而嚴格意義上的太陽系邊緣則是「奧特星雲」,其半徑大約為1光年,即9.46萬億公里,由此可見,它們離「飛出太陽系」這個目標還差得遠。



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