邊界激波

邊界激波

邊界激波是太陽風在恆星間氣體壓力下減速的地帶。在這個地帶,太陽風從每小時100萬至240萬公里的高速急劇下降,其粒子密度更大,溫度也升高了。科學家認為,由於恆星間氣體壓力變化,這個區域經常收縮或膨脹,很難清晰確定邊界。

(圖)激波邊界作用示意圖激波邊界作用示意圖

事件

(圖)泰坦3號E半人馬座火箭正將旅行者號送入太空泰坦3號E半人馬座火箭正將旅行者號送入太空

1977年9月5日發射的“旅行者”1號飛船,已距地球140億公里,是飛得最遠的人造太空飛行器。它在2004年12月16日左右探測到的一些跡象,使科學家們判斷它已首次穿越太陽系最外層的標誌——激波邊界。
根據“旅行者”1號穿越激波邊界時蒐集的數據,科學家們在新一期《科學》雜誌上發表4篇文章,從不同角度分析了它在太陽系“遠郊”的所見所得。

“旅行者”項目科學家、加州理工學院的愛德華·斯通等人指出,“旅行者”1號穿越激波邊界的最大收穫是更清楚地描述了激波邊界。激波邊界是太陽風在恆星間氣體壓力下減速的地帶,在這裡本來以超音速運動的太陽風粒子驟然減速到亞音速,產生了激波。

猜測及證實

(圖)1995年,哈勃天文望遠鏡拍攝的一張照片裡顯示出激波邊界的一些特徵1995年,哈勃天文望遠鏡拍攝的一張照片裡顯示出激波邊界的一些特徵

早先科學家曾推測激波邊界可能距太陽幾十個天文單位(1天文單位是太陽到地球的距離,約1.5億公里),甚至比一些外圍行星離太陽的距離還近,現在則認為它的位置會隨太陽風的強弱而不斷變化,可能距太陽90至100個天文單位。而“旅行者”穿越激波邊界時距太陽94個天文單位,證實了科學家們的後一推測。

早先科學家還預測,在激波邊界處因為太陽風和恆星間氣體的相互作用,低能量粒子的比例會大幅度增加,而高能量粒子會加速運動。“旅行者”1號發回的數據則表明,激波邊界的低能量粒子確實大量增加了,但高能量粒子卻沒有加速,這被科學家稱為“最讓人驚訝的發現”。

科學家們還在論文中指出,“旅行者”1號在2004年12月中旬左右探測到電漿的振盪,但是此後這一現象卻沒有再出現;在同一時間,這艘飛船還探測到其周圍的磁場突然增強,並且一直延續。這兩項證據都表明“旅行者”1號確實穿越了激波邊界。

“旅行者”

“旅行者”的使命是探測太陽系外圍和更遠的恆星系,並尋找可能的外星智慧生命線索。著名科學家卡爾·薩根等人讓它攜帶了“地球名片”,這是一個刻著各種幾何圖案的鍍金銅片,飛船上還有地球上各種聲音的記錄,讓可能存在的外星智慧生命知道地球生命。

在穿越激波邊界後,“旅行者”1號現在已進入太陽系最遙遠的外圍——太陽風鞘,然後就要飛入太陽系外的宇宙。密西根大學空間科學教授倫納德·菲斯克將“旅行者”1號比作19世紀尋找尼羅河源頭的探險家,“當我們來到一個未知之地,就有意料之外的新發現,這就是‘旅行者’最讓人激動的地方”,他在發表於同期《科學》雜誌的評論中說。

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