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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

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。

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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