“旅行者”飞出太阳系了吗？-论文.pdf

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1、SpaceInternational国际太空·2014.3☆科普园地POPULARIZATIONOFSCIENCE“旅行者”飞出太阳系了吗？2013年北京时间9月13日凌晨，美国航空航天局（NASA）在官网宣布：美国旅行者-1（Voyager1）正式成为第一个进入星际空间的人造物体。“旅行者”项目首席科学家斯通（Stone）说，“旅行者-1已经离开太阳风层，在宇宙海洋各恒星间遨游。”这个飞行了36年的空间探测器目前距离太阳10大约为1.9×10km（截至2013年9月9日，约126个天文单位，1个

2、天文单位为太阳与地8球的平均距离，约1.5×10km）。其实，新的数据显示，旅行者-1已于2012年就进入了星际空间。虽然它仍受太阳引力等影响，但美国权威专家认为进入星际空间是历史性飞跃，其意义堪比麦哲伦第一次环球航行或阿姆斯特朗首次载人登月。70SpaceInternational国际太空·总第423期POPULARIZATIONOFSCIENCE1边界之争这些观点可谓仁者见仁，智者见智，但简言之，主要按以下几种方式确定：一是以距太阳最远的行星或矮有关太阳系的边界一直存在争议，目前还没有完行星的

3、轨道为界；二是按太阳风所能到达的距离为界；全达成共识。此前有科学家定义太阳风“停刮”的边三是按奥尔特云所处的位置为界；四是按太阳引力所能界就是太阳系边界，它大约是冥王星离太阳距离的2.5影响到的范围为界。其中奥尔特云是一个假设包围着太倍；此后，又有人提出以柯伊伯彗星带为界，它距太阳阳系的球体云团，布满着不少不活跃的彗星。约为50～1000个天文单位；还有人认为，当空间探测器探测到激波边界，就表明它出了太阳系；另一种观点是这次，美国航空航天局的网站上虽然没有旅行者－以太阳层顶为界（太阳层顶是太阳圈与

4、星际空间之间的1飞出太阳系外的字样，但称旅行者－1是第一个进入星边界，太阳风在此与星际物质达到平衡），它距太阳约际空间的人造物体，即恒星系与恒星系之间的空间，所为100～160个天文单位；更有甚者提出以依奥尔特云为以大多数人认为这就是飞出太阳系的意思，只是没有进界，它距太阳约为10万个天文单位；理论计算表明，太入另一个恒星系。它达到了美国航空航天局有关飞出太阳系的引力范围为15万～23万天文单位，若以这个为边阳系的最新标准。界，那太阳系就大了去了。近年，拥有大量权威天文学家和航天专家的美国航空航天

5、局提出，确定空间探测器是在太阳系之内还是太阳系之外，主要应看它所在的区域占主导地位的粒子源自哪里，因为最新的空间探测成果表明，太阳系界面是延伸式和不规则的，原因是太阳粒子和太阳系外的宇宙粒子是互相影响的。所以美国提出用三项新指标，来衡量空间探测器是否飞出太阳系。一是空间探测器周围来自太阳的带电粒子数量是否急剧下降；二是来自太阳系的宇宙射线是否陡然增加；三是所处空间的磁场方向是否突然改变，后改为等离子体密度是否大大增加。2013年3月，美国两所大学发表论文称，旅行者－1已经成为首个脱离太阳系的人造物

6、体，但这一结论随即被美国航空航天局专家们批评为“草率、不实”。因为旅行者-1在太阳的磁场（白线）和星际磁场（黑线）的交界区链接：激波边界是太阳风在恒星间气体压力下减速的地带。在这个地带，太阳风从661×10～2.4×10km/h的高速急剧下降，其粒子密度更大，温度也升高了。但由于恒星间气体压力变化，这个区域经常收缩或膨胀，很难清晰确定边界。旅行者-1探索“磁场高速公路”区域71SpaceInternational国际太空·2014.3☆科普园地POPULARIZATIONOFSCIENCE当时旅行

7、者－1传回的数据表明，它虽然已探测到了飞准，由所处空间的磁场方向突然改变改为等离子体密度出太阳系的三项关键指标中的两项，即来自太阳的带电大大增加。因而认为，旅行者－1现已经通过太阳层顶粒子数量只有以前的1%，源自太阳系外的宇宙射线比（heliopause，太阳风在星际介质内吹出的气泡被称为以往增加了2倍，但旅行者－1上的磁力计未发现磁场方太阳圈，在这气泡的边界外面就是太阳风再也推不动的向的偏转。庞然巨物星际介质，这个边界通常称为太阳层顶，并且不过，旅行者－1当时传回的数据表明，它确实已被认为是太阳

8、系的外层边界），进入了到星际空间等离抵达一个新的区域，闻到了太阳系外的味道。这片全新子体的怀抱。区域被科学家比作“磁场高速公路”，即太阳系内外的科学家是通过探测旅行者－1周围等离子体振荡过渡区，在“磁场高速公路”内，带电粒子会急速地四的大小可计算电子密度，从而推定旅行者－1的位置。处乱窜，沿着“磁场高速公路”快速进进出出。2012年10月23日－11月27日，旅行者－1所处区域电子密度为0.06个/立方厘米。2013年4月9日-5月22日，2意外收获它所处区域电子密度为0.08个/