旅行者2号抵达星际空间:科学家探测到等离子体密度跃迁

  • 小编 发布于 2019-11-06 01:22:01
  • 栏目:科技
  • 来源:Science科学说
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旅行者2号抵达星际空间:科学家探测到等离子体密度跃迁

旅行者1号在恒星领域有一个伴星。

爱荷华大学的研究人员报告说,旅行者2号宇宙飞船已经进入了星际介质(ISM),即太阳向外吹来的风形成的泡泡状边界之外的空间区域。因此,旅行者2号成为继2012年旅行者1号离开太阳之后,第二个脱离太阳影响的人造物体。

在一项新的研究中,研究人员证实了旅行者2号于2018年11月5日进入ISM,他们注意到飞船上爱荷华州led等离子体波仪检测到的等离子体密度确实出现了跳跃。等离子体密度的显著增加是旅行者2号从具有太阳风特征的热的、低密度的等离子体旅行到星际空间的冷的、高密度的等离子体的证据。这也类似于旅行者1号穿越星际空间时所经历的等离子体密度跳跃。

“从历史意义上讲,那种认为太阳风会随着你深入星际空间而逐渐减弱的老观点是不正确的,”艾奥瓦州的唐·格内特(Don Gurnett)说。他是这项研究的通讯作者,发表在《自然天文学》(Nature Astronomy)杂志上。“我们在旅行者2号和之前的旅行者1号上表明,那里有一个明显的边界。令人惊讶的是,包括等离子体在内的流体是如何形成边界的。”

Gurnett是UI大学物理与天文系的名誉教授,是旅行者2号上等离子体波仪器的首席研究员。他也是旅行者1号上等离子波仪器的首席研究员,并在2013年发表在《科学》杂志上的一项研究证实了旅行者1号已经进入了ISM。

旅行者2号进入ISM的位置是119.7个天文单位(AU),距离太阳超过110亿英里。旅行者1号在122.6天文单位进入ISM。1977年,这艘宇宙飞船在数周内相继发射升空,在太空中执行不同的任务目标和轨道。然而,它们进入ISM的距离基本上与太阳的距离相同。

这为日球层的结构提供了有价值的线索——这个气泡的形状很像一只风向袋,它是由太阳的风延伸到太阳系边界时产生的。

“这意味着太阳风层是对称的,至少在旅行者号宇宙飞船穿过的两个点上是这样,”爱荷华大学的研究科学家、该研究的合著者比尔·库尔特(Bill Kurth)说。“这就是说,表面上的这两点几乎是相同的距离。”

“这几乎是一个球形的前沿,”Gurnett补充说。“就像一颗钝器子弹。”

来自爱荷华州的数据文书旅行者2号也给额外的线索的厚度日鞘,日球层的外部区域和太阳风的堆积对即将到来的风在星际空间,这Gurnett比作扫雪机的影响在城市街道的野花。

爱荷华州的研究人员表示,太阳风鞘的厚度各不相同,根据数据显示,旅行者1号比它的孪生兄弟航行了10个天文单位,到达了太阳风顶层,太阳风和星际风在这里处于平衡状态,被认为是星际空间的交叉点。一些人曾认为旅行者2号会根据日球层的模型首先进行穿越。

“这有点像用显微镜观察大象,”库尔特说。“两个人拿着显微镜走近一头大象,得出了两种不同的测量结果。你不知道他们之间发生了什么。这些模型所做的就是试图从我们从这两点获得的信息,以及我们在飞行中所学到的知识,并将这些信息组合成一个与这些观察结果相匹配的全球日光层模型。”

从旅行者1号上获得的最后一次测量数据是在它位于146个天文单位的时候,也就是距离太阳135亿多英里的时候。等离子体波仪记录到等离子体密度正在上升,来自遥远宇宙飞船的数据反馈显示,信息从宇宙飞船传到地球需要19个多小时。

“这两艘航行者号将比地球寿命长,”库尔特说。“它们在自己的轨道上围绕银河系运行了50亿年或更长时间。他们撞到任何东西的概率几乎为零。”

“那时候它们看起来可能有点旧了,”格内特笑着补充道。

爱荷华州的研究是发表在《自然天文学》上的五篇关于旅行者2号的论文之一。这些论文证实了旅行者2号进入星际空间,并提供了关于太阳风顶层特征的细节。

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