2013年3月27日 星期三

[數碼新聞]美國宇航局證實旅行者號已飛離太陽系

  新浪科技訊 香港時間3月27日消息,據國外媒體報導,“旅行者1”號探測器已經在發射35年後離開太陽系。研究人員表示,該探測器測量到的輻射水平發生的顯著變化,証實它已經遠離太陽的影響。任務科學家20日証實“旅行者1”號已“處於一個新區域”,不過科學家還在爭論這顆探測器是否已經到達了星際空間,或只是進入了太陽系外一個單獨


的、不確定的區域。研究結果証實,“旅行者1”號已經飛離日光層。

  日光層是受太陽及其發出的高能粒子流(即太陽風)支配的一個太空區域,它被認為是一個封閉的像泡泡的區域,被遍佈銀河系的氣體和塵埃等星際介質團團包圍。2012年8月25日,美國宇航局的“旅行者1”號在距離太陽超過110億英里(177.03億公里)的地方發現輻射水平發生顯著變化。在這裏,反常宇宙射線(被外層日光層捕獲的宇宙射線)幾乎完全消失,數量下降到不足以前數量的1%。與此同時,銀河宇宙射線(太陽系外層產生的宇宙輻射)的水平達到自該探測器發射以來從未見過的程度,強度飆升到以前的兩倍。該研究成果發表在美國地球物理聯合會的雜誌《地球物理學研究快報》上。

  新墨西哥州立大學拉斯克魯塞斯分校的天文學榮譽教授比爾-韋伯說:“僅在數天內,俘獲輻射的太陽風層強度就明顯減弱,宇宙射線的強度上升到你有望在它脫離日光層後將會看到的水平。”他將這個過渡邊界稱之為“日光層懸崖(heliocliff)”。研究人員在論文中寫道:“很顯然‘旅行者1’號已經脫離主要太陽調控區,開始展現有望在局部星際介質里看到的(氫)和(氦)光譜特徵。”然而韋伯稱,科學家仍在爭論這顆探測器是否已經到達了星際空間,或只是進入了太陽系外一個單獨的、不確定的區域。他說:“我想說的是,它已經到達常規日光層的外面。目前正處於一個新區域。我們正在測量的一切都很與眾不同,而且令人興奮。”

  去年底研究人員表示,美國宇航局長期運營的“旅行者1”號飛船已經進入太陽系的一個新層次。科學家戲稱這個區域為“磁公路(magnetic highway)”,認為它是該探測器進入星際空間前的最後一站。美國加利福尼亞州帕薩迪納加州理工學院“旅行者”號項目科學家愛德華-斯通說:“我們確實認為這有可能是位於我們和星際空間之間的最後一層。這個區域預料不到,也無法預知。”因此很難確定該船多久才能離開太陽系。“這可能需要2個月時間,也有可能需要2年。”美國宇航局表示,這個新區域被稱之為帶電粒子磁公路,因為我們的太陽磁場線在這裏與星際磁場線連接在一起。

  這種連接使我們日光層裡面(太陽周圍的帶電粒子泡泡)的低能帶電粒子可以逃逸出去,並讓高能粒子從日光層外面進入內部。在進入這個區域以前,帶電粒子向四面八方反彈,像是被截留在日光層裡面的支路上。然而由於磁場線的方向始終保持一致,“旅行者”號科研組認為這個新區域仍位於我們太陽泡泡的裡面。據他們預測,當飛船進入星際空間時,這些磁場線的方向將會發生改變。自從2004年12月 “旅行者1”號穿越被稱之為邊界激波(termination shock)的區域至今,它一直在研究名叫日鞘的日光層最外層。太陽發出的帶電粒子流(即太陽風)在這個區域突然放慢速度。

  “旅行者1”號的環境在大約5年半時間里一直保持不變。隨後該船發現,太陽風向外的速度突然放慢到靜止狀態。與此同時這裏的磁場強度也開始增加。“旅行者”號上的兩個測量帶電粒子的儀器獲得的數據顯示,去年7月28日它首次進入磁公路區域。8月25日該船再次進入這個區域,從此它周圍的環境開始趨於穩定。負責高能帶電粒子儀器的首席科學家斯塔馬修-克里米格斯說:“如果我們僅從帶電粒子數據進行判斷,我會認為我們已經處於日光層之外了。但是我們需要綜合所有儀器的數據進行判斷,而且只有時間能夠告訴我們對這個邊界的解釋是否正確。”

  飛船收集的數據顯示,每次“旅行者”號進入磁公路區,磁場強度都會變得更強,然而磁場線的方向並未改變。負責“旅行者”號的磁力計的科研人員萊昂納多-博拉加說:“我們正處在一個前所未有的磁場區,其強度大約是之前的邊界激波的10倍,但是磁場數據並未顯示出我們已經身處星際空間的任何証據。磁場數據已被証實是証明我們是否已經穿越邊界激波的關鍵。因此我們希望,在我們第一次進入星際空間時,這些數據能夠告訴我們這一點。”“旅行者1”號及其姊妹探測器“旅行者2”號在35年前發射升空,開始探訪帶外行星的旅行。“旅行者2”號在1977年8月20日發射,比“旅行者1”號發射早大約2周。現在它已經距離太陽90億英里(144.84億公里)。

  “旅行者1”號1977年9月5日進入太空,以更快的速度向前飛行,並最終超過“旅行者2”號。現在它距離太陽超過110億英里(177.03億公里)。“旅行者1”號發出的信號大約需要17小時才能傳回地球。進入太空後,兩艘飛船一直在向太陽系邊緣飛行。“旅行者”號是美國宇航局長期運行的飛船,它們離開太陽系後仍會繼續飛行。斯通稱,“旅行者1”號一旦進入星際空間,它將成為第一個離開太陽系的人造天體。然而,兩顆探測器中的任何一顆要接近另一顆恆星,至少都需要4萬年。在這之前它們就將耗盡所有能量,並在傳回地球它們的發現後永遠停止運行。斯通說:“我們擁有的能量足夠所有儀器運行到2020年,此後我們將會關閉第一個儀器。”“旅行者1”號將在2025年停止運行。(孝文)





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