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航海家一號即將抵達太陽系的盡頭

Andy Yang
2010 年 12 月 16 日, 下午 04:00
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目前在太空中從地球出發,奔向宇宙深處的五架探測器中,先鋒十號和先鋒十一號已先後於 2002 年和 1995 年和地球斷了音訊,而新視野號則是剛在 2006 年發射,目前只衝到了土星和天王星之間的軌道某處,因此 1977 年發射的航海家一號和二號是距離最遠的兩架太空船。航海家號的主要任務是探索太陽系中的四顆氣體行星:木星、土星、天王星和海王星,其中航海家一號和二號先後拜訪了木星和土星,但在土星的時候科學家為了進一步研究泰坦濃厚的大氣層,因此要求航海家一號改變航向,以便靠近觀察泰坦。這小小的改變,使得航海家一號無法向姐妹船航海家二號那樣繼續探索天王星和海王星,但也使得航海家一號的速度大增,目前已是最接近「外太空」的人造太空船了。

什麼地方是「太陽系的盡頭」?科學家的認定,靠的是由太陽吹出的太陽風無法再向宇宙送去之處,為太陽系的邊緣。在這個範圍之內,受到太陽風風壓的影響,所 有的物質都來自於太陽本身,而外星物質則被排除在外。到達這個邊緣之前,科學家推估應該會有三層的構造,由內向外分別為終端震波(Termination shock)、日鞘(Heliosheath)和太陽層頂(Heliopause)。終端震波是太陽風的風速降到音速以下之處,而太陽層頂則是太陽風速降 為零之處,即真正的太陽系邊緣。在這兩者中間的地帶,太陽風會受到各種擾亂,呈現不規則的變動。這塊區域稱為「日鞘」。

航海家一號原本有 攜帶專門量測太陽風的科學裝置,但是很可惜的這個裝置目前已失效(好歹是 33 年的老古董了),因此科學家只能從其他的裝置取得一些不是那麼精確的讀數。對於航海家一號是何時穿過終端震波的目前還沒有一個定論(大約在 2003~2004 年間,航海家二號的讀數就明確的多,在 2007 年八月 30 日),但自從 2010 年六月以來,幾個可以判讀的數據都顯示周圍的電漿流向(即太陽風向)已經不是由太陽向外流,而是和太空船前進的方向垂直。先前說過,在日鞘中有各種擾亂,因此科學家又再多等了四個月,確定這不是一時的現象,才正式宣布航海家一號確實即將抵達太陽系的盡頭。

太 陽系的盡頭是什麼樣子?科學家們也沒有一個答案。目前航海家一號週圍的粒子雖然已經轉向,表示太陽風的風力已無力和星際的物質流動對抗,但航海家號週圍的 粒子還是「溫暖」的,也就是說航海家號確實是還泡在太陽的太陽風裡。目前的預測,是真正的宇宙邊緣會有一個「溫差」,但這個邊緣是明確的?是模糊的?邊界 地區有多寬?一切都還要等航海家一號(和幾年後的航海家二號)來給我們解答。

三十三年後,依然老當益壯!