旅行者号漫游记

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编译：王茸

校对：王婧彧 刘海牧

审阅：王清山

美编：李鸣晨

后台：胡永葳

原文链接：https://www.space.com/voyager-1-marks-10-years-interstellar-space

The traveler has to knock at every alien door to come to his own,and one has to wander through all the outer worlds to reach the innermost shrine at the end.

- 泰戈尔

旅客在每一个生人门口敲叩，

才能敲到自己的家门；

人要在外面到处漂流，

最后才能走到最深的内殿。

- 冰心（译）

星际空间中的旅行者号飞船艺术假想图.

(Image credit: NASA/JPL-Caltech)

人类至今已经花了整整十年来探索星际空间。

2012年8月25日，美国宇航局的旅行者1号航天器距离太阳180亿公里，科学家确定这个古老的航天器已经越过了太阳影响范围和星际介质间的边界。现在，旅行者1号和它的双胞胎旅行者2号（于2018年进入星际空间）仍在继续它们的漫游，传回数据并启发着开创性的科学研究。

旅行者1号和旅行者2号于1977年发射，最初设计用于探索木星和土星。旅行者2号还访问了天王星和海王星，而旅行者1号则优先探索土星的巨大卫星泰坦，这就让它进入了一个新的去往太阳系边缘的轨道。1989年旅行者2号飞越海王星后，旅行者的星际任务就正式解锁了。

"没人想到旅行者们会离开日球层，"波士顿大学的天文学家Merav Opher这样评价。她管理着一个名叫SHIELD的部门，这个部门正在重新检视旅行者号传回的数据，并试图了解更多关于太阳风层的信息。"它们本来只有五年的寿命，之后又延长服役了五年，然后又是十年，虽然它们超长待机，但没有人真正想到它们会离开太阳系。"

这对双胞胎航天器对太阳风层，也就是那圈环绕我们的磁泡的探索，可能会对人类了解地球上的生命产生影响。

旅行者1号的星际时刻

当旅行者1号距离太阳122个天文单位（AU）时，它成为了第一个探索星际空间的人造物体。(一个AU指地球和太阳之间的平均距离，约等于1.5亿公里）。

科学家们通过研究粒子密度确定旅行者号探测器从太阳风层跨入星际空间。"那里的密度比我们在太阳风层中探测到的密度要大上10倍，"Opher这样解释2018年末的数据。旅行者1号确实离开太阳系了。此外，旅行者2号的仪器在2018年11月5日进入星际空间时检测到了相似的粒子密度跳跃。

太阳风层揭秘

探测器进入星际空间的过程可能是清晰的，但是气泡状的太阳风层和星际空间之间的这个 "迷离地带"，却具有意想不到的特性。航天器花了几个月的时间来穿越，并发回了关于等离子体密度波峰和波谷的数据。

Opher说："我们预想它是一个哔哔声，但是太阳风层顶并不像一条线或一扇门，它比我们想象的要厚得多，也更复杂，但它也是一个允许通信的边界。" 粒子进出太阳风层顶的惊人发现首先来自于2012年旅行者1号发回的磁场数据，然后是6年后旅行者2号传回的数据。

充满了磁性的神秘感

旅行者1号和2号关于太阳风层磁场的数据使科学家们感到困惑。在太阳磁场与太空磁场相遇的地方，应该有一个磁场方向的变化，科学家期望来自银河系的磁场会倾向于太阳的磁场。但旅行者1号和2号却没有探测到磁场方向的变化。

“旅行者号穿越时，角度没有变化。磁场几乎保持着太阳磁场的形状，没有发生旋转。”这仍然是一个谜，但是Opher和合作研究者提出了关于太阳风层中连接太阳场和星际场的磁场通量管理论。她说："这几乎就像有一些高速公路让这些粒子进出太阳风层"，或许这是一片磁场重新连接的区域。太阳风层顶似乎是对太阳活动作出反应的太阳风层的扭曲表面，但成因还需要进行研究。

跨越太阳风层顶

旅行者1号现在已经处在太阳风层外40AU的距离，这就让科学家能去探索星际介质到底是什么。事实证明，星际介质受太阳风层的影响比以前想象的要大得多。Opher说："由旅行者号测量的星际介质并不安静，它受到了太阳的搅动和影响。它与我们的预期大不相同，但我们仍然没有理解究竟发生了什么。"

数据显示银河系宇宙射线的行为是不同的，这取决于它们是平行于还是垂直于太阳的磁场。Opher说："我们以为会看到银河系的宇宙射线来自所有方向，但它们并没有。"

这些数据可以与来自太阳的日冕物质抛射（CMEs）相关联，CMEs会在其磁场中引起扰动，甚至影响到星际介质。这也会让科学家们重新思考宇宙射线究竟如何到达地球。

旅行者号的下一站

这两位 "沉默的大使 "最终会进入科学家称之为原始星际介质的地方。随着太阳影响的减弱和湍流的减少，两位旅行者可能会接触来自其他恒星的混合物质。然而，探测下一颗恒星的影响，是旅行者们做不到的。旅行者1号将在4万年后接近鹿豹座一颗名为AC+79 3888的恒星，而旅行者2号届时将接近仙女座中一颗名为罗斯248的恒星。

随着电源耗尽，两位旅行者的服役也将结束，科学家们最后一次收到它们的消息可能会在接下来的30年代吧。对于研究太阳风层的科学家来说，下一个网红航天器将是新视野号，这个航天器在2015年对冥王星拍过照片哟。新视野号将在2030年左右进入太阳风层，但其动力供应不会持续到30年代末。此外，科学家们也在考虑星际探测，这是踩在两位旅行者肩膀上的后续太阳风层研究任务，预计将持续数十年。

旅行者号和对生命的探索

Opher说："没有什么比原位数据更能揭示一个新的世界，旅行者号重新定义了我们对太阳风层的理解。"Opher认为太阳风层保护了地球上的生命免受有害宇宙射线和灰尘的影响。太阳系在星际介质中的位置对于培育生命至关重要。“如果我们尝试在其他行星上寻找生命，那么我们所掌握的唯一可居住的天体圈就是我们的天体圈，正是旅行者号告诉了我们它的复杂性"。

责任编辑：杨伯顺

牧夫新媒体编辑部

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