2013-09-25
来源：国际先驱导报
核心提示： 有天文学家更希望严谨地说明，冲出了日球层顶的旅行者1号的确进入了星际空间，但还未离开广义范畴的太阳系。
经过36年的漫长旅行，旅行者1号目前已冲出太阳风包裹的日球层，进入星际空间。
朝着太阳系边缘飞行了36年后，美国国家航空航天局（NASA）的旅行者1号探测器已经到达寒冷黑暗的星际空间，正身处一个从未被探索过的地方。
这枚距离我们最远和飞行速度最快的人造天体，究竟“远行”到了哪里？从《纽约时报》、《科学美国人》，到英国《每日电讯》，各大媒体争相宣布：“旅行者1号正式离开了太阳系！”“再见太阳系，你好外太空。”
等等，旅行者1号的确已经走远，但是否真正离开严格意义上的太阳系疆域？
进入星际空间，但未离开太阳系
来听听负责旅行者项目的科学家们是怎样说的。
他们发表在《科学》杂志上的论文指出：这艘探测器确实已经离开了日球层（heliosphere）的怀抱，驶入了星际空间（interstellar space）。所谓日球层，泛指太阳风和同样源于太阳的行星际磁场所占据的整个空间体系，也是太阳风粒子所到达的全部区域。打个直观的比喻，这片区域像一个由太阳风包裹成的巨大“气泡”。气泡外面便是浩瀚的星际空间。
科学家可以肯定的一点事：旅行者1号恰好刚刚穿透了日球层，不过，冲出了这个气泡就等于离开太阳系吗？这就需要明确“太阳系”的定义。
到目前为止，天文学界对太阳系边界仍存在多种理解。有一种观点认为，太阳系应以太阳风粒子所能波及到的范围为准。也就是说，日球层的最外层、日球层顶（heliopause）即太阳系的边界。
从这个定义看，旅行者1号的确是跨出了太阳系的“门槛”。从“门槛”到太阳的距离约为120个天文单位（地球到太阳的距离被称为1个天文单位，约为1.496亿千米），这也几乎等同于旅行者1号到目前为止的“航程”。
不过，天文学界另一种更广为接受的定义则是：太阳系的边界应以太阳万有引力所能控制的范围为准。如一个天体受到太阳引力主导，围绕太阳旋转，就应算作是太阳系天体。以这样的标准来看，太阳系的真正边界将远远超出日球层的范围。
除了人们熟知的8大行星，围绕太阳运行的还有无数不清的大小天体，如矮行星、小行星和彗星。彗星围绕太阳旋转的轨道多是椭圆，有的最远距离太阳可达近1000个天文单位。那么，这些天体运动的范围都应该仍然算作是太阳系的地盘。
而在距离太阳更远的5万到10万天文单位的地方，可能存在一个包围着太阳系的球体云团奥尔特云，估计其中的彗星超过1千亿颗。因此如果以此作为太阳系最外层的边界，那么以太阳为中心，1光年（约6.3万天文单位）为半径的区域都可以算作是太阳系的疆域。
因此有天文学家更希望严谨地说明，冲出了日球层顶的旅行者1号的确进入了星际空间，但还未离开广义范畴的太阳系。
已足够值得人们自豪
当然，抛开科学界对于太阳系边界的争议，单凭旅行者1号冲出日球层这一点，就已足够值得人们自豪了。
事实上，旅行者1号不只是“到达”了日球层，更证明了其存在。多年以来，科学家对于日球层的了解和观测到的数据十分有限，对其具体的结构和状态变化都不甚明了。而旅行者1号和2号的历险，则提供了宝贵的“一手”信息。
旅行者1号告别了围绕太阳的大行星后，开始朝着更偏远的疆界航行，它先是穿过了终端激波，这是日球层的最内层：当太阳风由于接触到星际介质而开始减速的区域，太阳风粒子的运行速度在此首次降至亚音速，并由于撞击摩擦而导致升温。
穿过终端激波（termination shock）后，旅行者1号波进入了日鞘（heliosheath，也被称为太阳风鞘）。在此太阳风一旦低至亚音速，会受到周围星际介质的流体影响，压力导致太阳风在太阳后方形成像彗星的尾巴。
从去年8月开始，旅行者1号检测到的太阳风粒子密度骤然下降，与此同时，等离子体密度突然上升了4倍。
而到了今年6月份，旅行者1号上的太阳风探测器报告太阳风的速度值降到了零。科学家们于是对仪器进行了检查，以便确定它没有出现故障。经过对这些数据反复测算分析后，科学家最终得出的结论是，在2012年8月25日，旅行者1号穿越了日球层顶，告别日球层，进入星际空间。
正如科学家预测的，这意味太阳的影响力到此为止，太阳风“吹”到这里已是强弩之末，取而代之的是星际空间的低温粒子。
再飞1.8万年才能离开广义太阳系
目前，科学家正在等待探测器传回有关太阳系外围弓形激波（bow shock）的信息。这是指太阳系在星际空间中移动形成一个由气体、尘埃构成的弧形区，就像在飞机机翼前气流堆积形成的弓形结构。
至此，旅行者1号36年的漫长旅途让人类第一次“到达”120个天文单位外的遥远空间，证实了太阳风在此“吹”到了尽头，也让人类意识到自己所处的太阳系不过是宇宙中的沧海一粟。
当到了太阳风“刮”不到的地方，旅行者1号也因为距离太阳太远而无法利用太阳能。它以低于300瓦特的功率运转，只够为一盏明亮的灯泡供电。探测器上携带两枚核电池，能够保证它继续飞行至2025年。
如果以目前旅行者1号每年飞行3.5个天文单位来计算的话，要想飞到距离太阳1光年的太阳系边界，至少还要再飞1.8万年才行。
有去无还，茫茫宇宙觅“知音”
“旅行者1号已经大胆闯入了先前没有任何探测器到过的地方，取得了科学编年史上最重要的一项技术成就。”NASA科学任务理事会副主席约翰·格伦斯菲尔德说：“随着它驶入星际空间，人类的科学梦想和科学事业又掀开了新一页篇章。”
更令人称奇的是，原本科学家只希望旅行者1号能探索木星与土星，没人想到有天它会进入到星际空间。NASA本打算让探测器进行为期4年的宇宙航行，而由于旅行者1号采用了优良的控制系统并配有后备运行系统，采用核动力技术以放射性元素钚作燃料，装备了防辐射光学玻璃及电子元件等措施，探测器完成原定任务后还越飞越远，不断向太空深处进发。
目前旅行者1号正沿双曲线轨道运行，并已经达到了第三宇宙速度。这意味着其轨道再也不能引导太空船飞返太阳系，它将继续在无垠的宇宙中飘荡。
而即便失去所有的能量，“旅行者1号”依然是人类文明的使者，它携带了一张名为“地球之音”的镀金铜质光盘。被密封在一个铝盒内，经过特殊处理后，它可以保存10亿年。
在这张镀金的唱片上，录制着人类对外星球生命的问候。光盘的一面录制有115张照片、55种语言的问候语、还有一段90分钟的声乐集锦，其中包括中国的十大古曲之一《高山流水》。如同一位带着代表着地球文明明信片的信使，旅行者1号将继续在茫茫宇宙中寻找人类的“知音”。
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