旅行者号即将冲出太阳系将解三大谜团(组图)
2008-7-14 10:16:21  新京报

　　1995年，哈勃天文望远镜拍摄的一张照片里显示出激波边界的一些特征，这给了天文学家一些有益的提示。

泰坦3号E半人马座火箭正将旅行者号送入太空。

　　美国宇航局深太空观测网每天都将电波天线指向蛇夫座方向一单调空无的天区。它们正接收一股微弱讯号。它是正在太阳系边境的旅行者号的反馈。

　　旅行者号正在进入一个全新的领域———太阳风鞘及星际空间边界。最近，《自然》杂志上又连登了6篇相关论文。密集探讨两颗旅行者探测器发回的信息。科学家们希望，当旅行者号最终冲出太阳系，站在“山外”重新审视一切，就能彻底弄清我们所在的这个神秘空间的“庐山真面目”。

　　谜题1 太阳系究竟有多大？

　　●现在我们知道，太阳系的边界至少在距我们140亿千米的位置以外。

　　1977年9月，一颗重722千克的宇宙飞船“旅行者”1 号(Voyager1)带着神圣的使命在美国升空。这个使命就是触摸太阳系的边界。由于旅行者1号在发射前出现故障，它的孪生兄弟，旅行者2号先它几天，于1977年8月20日踏上了征途。

　　2004年末，“旅行者1号”终于完成了一项巨大的跨越。经过漫长的旅行，它飞出了太阳系的激波边界。这是一片只在假设中出现，却从未被观测过的领域。

　　事实上，早有科学家发现了旅行者“迈出这一步”的苗头。2003年11月，美国宇航局(NASA)喷气推进实验室的科学家曾发现旅行者1号观测到一些前所未有的迹象。科学家因此判断它已进入激波边界。不过，由于并没有人知道激波边界的确切标志，这一观点引起了争议。部分科学家认为它只是接近了这一区域而已。

　　太阳系边缘被认为是太阳风与银河系其他恒星之间的稀薄气体碰撞的地方。太阳风其实是具有带电粒子的稀薄风，从太阳向各个方向以每小时160万-320万千米的速度被吹出去。位于日光层和星际空间的这一区域被称为太阳风鞘(heliosheath)。“太阳风鞘就是太阳风的最末端。”北京天文馆副研究员李良指出。它位于以超音速冲刷着所有系内行星的太阳风所能到达的区域之外，在这里太阳风已经衰减为亚音速。天文学家认为，太阳风鞘以及它的内部边界都能够保护太阳系免受银河系宇宙射线的侵袭，同时自己形成能够到达地球的宇宙线。而这一区域间发出的一种突发的冲击波，叫激波边界(termination shock)。激波边界是太阳风在恒星间气体压力下减速的地带。在这个地带，日光层让位于星际空间。太阳风猛踩了一脚刹车，从每小时100万—240万千米的高速状态急剧减慢。与此同时，其离子密度更大、温度也升高了。科学家认为，由于恒星间气体压力变化，整个区域经常收缩或膨胀，由此很难清晰确定边界。

　　2004年12月，“旅行者”1号飞船在距离地球94个天文单位(即太阳和地球之间的平均距离)，也就是离我们140亿千米处持续观测到由太阳风的带电粒子牵引的微弱磁场的强度增强了3倍。科学家由此判断，旅行者1号飞出了激波边界。这个判断是分析两个特征而得到的：第一，飞船探测到周围磁场强度急剧增加，到现在磁场都维持在高强度上，这说明太阳风粒子的减速过程已经完成；第二，飞船探测到周围有等离子体波浪，这是激波边界内外太阳风速不同、使带电粒子来回震荡而造成的。

　　这样的判断总算是让科学研究人员知道了太阳风鞘的位置———事实上，长期以来，研究人员更热衷于猜测太阳风鞘到底在哪里，而不是它到底有什么作用。

　　2005年5月，NASA宣布，旅行者1号已经飞抵了太阳系的最外端地域———太阳风鞘，旅行者号也成了第一个进入太阳系外空间的人造航天器。“旅行者号是太空探测器中的传奇者，它带我们进入到此前从未有的新天地。”NASA科学项目理事会(Science Mission Directorate)副行政官斯特(Alan Stern)指出。

　　谜题2 太阳系是球形的吗？

　　●现在我们知道，太阳系不是球形，而是一个不对称的、凹陷的结构。