跨越太阳系的边界（图）

“航行者”2号太空船在研究日球层外侧。日球层是由太阳风创造的、笼罩在太阳系外围的一个磁性“外罩”。科学家们观察到，这个磁性外罩不是球形的，而是南半球受压向内，而呈扁平状。

跨越太阳系的边界

胡德良 译

飞往星际空间的“航行者”2号太空船洞察了太阳系外围边界处的能量及磁力情况，这让人感到惊讶，而且也证实了太阳系受压走形的情况。

自从“航行者”1号和“航行者”2号最初发射成功以来，在30多年的时间里不断地向地球发回数据资料。20世纪90年代期间，“航行者”1号曾经成为在太空中飞行最远的人造物体。

目前，两艘太空船都已经跨越了被称为“边界激波”的太阳系边界。在边界处，向外刮去的太阳风跟从星际空间向内飞来的高能粒子发生碰撞。边界激波包围住太阳系，形成一个被称为“日球层”的封闭外罩。

“太阳风正在向外刮去，企图使这个外罩变得膨胀起来，同时来自星际风的压力是向内的，”加利福尼亚州帕萨迪纳市加州理工学院的物理学家、研究“航行者”号工程的科学家爱德华·斯通说。斯通和其他研究人员将一系列研究成果发表在本周的《自然》杂志上，详尽地介绍了“航行者”号的发现。

两个不同的方向

“航行者”2号到达了太阳系的南部边界，距太阳78亿英里（84天文单位），其航程较短；而“航行者”1号到达了太阳系的北部边界，距太阳87亿英里（94天文单位）。这证实了以前对日球层外罩的猜测：太阳系的南区呈扁平状。

斯通说：太阳系之所以呈现出不对称的形状，是因为星际磁场在太阳系的南区施加了更大的压力；随着星际磁场不断经历动荡局势，这种不对称的情况在10万多年的时间里可能会发生变化。

“航行者”1号于2004年12月跨越了太阳系的边界，“航行者”2号于2007年8月跨越了太阳系的边界。科学家们将两次跨越进行了对比，结果证明： 实际上“航行者”2号跨越了边界激波，进入了日球层的外层——日鞘之中。但是，“航行者”2号也携带着较多处于运行状态的仪器，可以极为详尽地显示边界激波的情况。

“其实，我们这是第一次看到激波，”马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院研究“航行者”号等离子物理装置的首席科学家约翰·理查森说。

“航行者”1号越过土星之后，上面搭载的等离子体探测器失灵了。这样，当太阳风冲到星际空间的时候，由“航行者”2号首次观测到太阳风能量所发生的变化。太阳风以超音速从太阳朝外围穿行，温度将近17,540华氏度（10,000开氏度）。

科学家们曾经预测，太阳风在穿行的时候速度会降低下来，并且温度会升高到近180万华氏度（100万开氏度）。可是，结果却发现在太阳系边界处，太阳风的温度仅仅达到18万华氏度（10万开氏度）。

搭回程车

理查森说，太阳风丢失的能量最终却搭上了侵入系内的星际风之车。

从太阳系以外流入的电中性原子，一进入日鞘层便带上了电荷，结果从太阳风中窃取了80%的能量。研究人员仍然不得不苦苦思索这一窃取事件的意义。

还有一个不解之谜一直存在：太阳风为何提前降低速度，就好象能够预见要迎头撞到边界激波了？研究人员已经开始观察，看看太阳风是否由于某种原因而提前流失了能量。

“不知何故，在到达边界激波之前太阳风就知道激波就在面前。但是从理论上讲，情况不应该是这样的，”理查森指出。他还说，就在撞击到太阳系边界之前，太阳风速度从每秒钟248英里（400 km/s）的超音速降至每秒钟186英里（300 km/s）。穿过边界激波之后，太阳风速度更是显著下降，大约降为每秒钟93英里。

正当研究人员继续分析“航行者”号的发现时，这两艘太空船也在朝着太空深处艰难地行进——相对于起初赋予它们的使命来说，这已经远远超出了科学家们的预料。

“据我推测，两艘太空船用5到7年的时间就能到达星际空间，”斯通说，“很可能，‘航行者’1号将从那里发回第一批数据资料。”

译自：美国《太空网》