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科技之窗

穿越太陽系 旅行者一號在星際揚帆

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這一次終於證實,旅行者一號走出了太陽系。什麼時間?2012年8月。77歲的天體物理學家,美國宇航局負責旅行者一號探索的斯通證實了這一點。

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想想這是多麼渺茫和遙遠,以每小時61300公里的速度,在茫茫太空中飛了36年,旅行者一號終於進入了人類從未探索過的星際空間,一個基本上處於真空的世界。這就是我們的銀河系,幾十億顆恆星在這裡游泳。對人類來說,此刻應極具象徵性和歷史意義:旅行者一號是第一個人類製造物進入了不再由我們的太陽主宰的宇宙空間。對科學家來說,其意義更加豐富,因為這是一個從未被人類探索過的區域,旅行者一號為我們打開了新的探索的空間。

其實,幾個月以來,不少科學家相信,旅行者一號已經穿越了太陽系的極限―日球層頂,那是一個由太陽拋出去的等離子氣體組成的空間。不過,負責這一使命的斯通並不認為這一歷史時刻已經來臨。

但是,最新一期『科學』雜誌登載的由蓋爾奈特領導的科學小組發布的研究報告使得斯通深信不疑。科學家獲得這種共識極不容易,因為,要確定一個人造的自動探索器已走出太陽系,進入了另一空間,可確定特徵並不十分明顯。由於旅行者一號自身能源有限,在如此遙遠的距離,任何一個以光速發出的無線電信號都要經過17小時23分鐘才能到達地球。

另外的難處在於,旅行者一號原先自帶了能夠測試是否已經走出日球層頂的儀器,比如通過測量等離子氣體的強度來判別,但是,這一測量儀器在1980年就已經失靈了。

測量等離子的強度極其重要。因為有些信號,比如取代了太陽風的宇宙粒子的流量,一旦測到,就能證明旅行者一號肯定穿越了太陽系和銀河系之間的界限。另外一個測量的指標是磁場方向的改變,但跟預先的設想不同,自始至終,磁場方向沒有發生任何一點改變。一些科學家之前試圖改變設計模式來解釋磁場方向未發生任何變化的原因,但並沒有能夠說服斯通。

蓋爾奈特小組負責旅行者一號的無線電放射儀器,但是這一儀器也有所損害。不過,他的小組最後通過對今年4月9日記錄下來的太陽黑子大爆炸後突然出現的等離子振幅的分析,間接地測量出旅行者一號探索器周圍帶電粒子的數量,最後證實,旅行者一號兩個天線記錄下來的聲波頻率,其電子強度比之前在日球層頂測量到的強大80倍,這就是星際的聲音。

而這一變化恰好符合預先設計好的理論模式,應該與等離子在星級邊界突然大幅度降溫的特徵相符合。這一觀察提供了一個無可辯駁的事實:旅行者一號已經穿越日球層頂,在星際等離子氣體中穿越。

這是一個歷史時刻。加利福尼亞美國航天中心總部陷入一片狂歡。旅行者一號一直由這裡控制。斯通,甚至放任自己用不同於平時的牧歌式的語言說,我們現在在大洋一般的星際空間揚帆放舟。

旅行者一號走出了太陽系,並不意味着旅行的終結。旅行者一號自身的能源可以使它的測量儀器和通訊儀器繼續運轉到2025年。可惜,這一短促的生命並不足以使其繼續用無線電波彙報它與第一顆銀河系恆星相會的情況:旅行者一號靠近距離最近的一顆恆星,應該是在七萬年以後。
 

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