旅行者1號(hào)的磁場(chǎng)之謎已解
2015-11-15 19:39:38 n
旅行者 1 號(hào)（Voyager 1）于 1970 年發(fā)射升空迄今，在太空中航行了 35 年之久，并從 2012 年中開始成為第一架脫離太陽(yáng)系、進(jìn)入星際空間的太空船。美國(guó)新罕布夏大學(xué)（University of New Hampshire）科學(xué)家 Nathan Schwadron 等人發(fā)布論文指出，他們已經(jīng)解開一項(xiàng)旅行者 1 號(hào)的未解之謎：為何旅行者 1 號(hào)觀測(cè)到的磁場(chǎng)方向與其他太空觀測(cè)結(jié)果不相符？
太陽(yáng)風(fēng)能涵蓋的泡泡狀結(jié)構(gòu)便是太陽(yáng)系的勢(shì)力范圍，稱為太陽(yáng)圈（heliosphere），但旅行者 1 號(hào)在 35 年旅程中搜集到的磁場(chǎng)資料，并非科學(xué)家預(yù)期會(huì)看到的模樣：在太空船穿過太陽(yáng)圈頂（heliopause）的邊界進(jìn)入星際空間時(shí)，按理來說旅行者 1 號(hào)應(yīng)該觀測(cè)到磁場(chǎng)有某種特別的偏移現(xiàn)象。
而在旅行者 1 號(hào)傳回的資料中，科學(xué)家得出的局部星際空間磁場(chǎng)方向偏移量，比預(yù)期大了 40 度左右。有些科學(xué)家據(jù)此推斷，這個(gè)狀況是旅行者 1 號(hào)其實(shí)還處在太陽(yáng)圈頂以內(nèi)，并未沖出至星際空間的緣故。
Schwadron 等人采用 4 組其他太空船搜集的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行三角測(cè)量（triangulation），其中包含星際邊界探測(cè)者號(hào)（Interstellar Boundary Explorer，IBEX）；IBEX 曾于 2009 年發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)系中有道由能量與粒子組成的神秘帶狀結(jié)構(gòu)（ribbon），科學(xué)家相信這個(gè)粒子能量帶可能與行星際磁場(chǎng)有關(guān)。從這 4 組數(shù)據(jù)資料，他們發(fā)現(xiàn)旅行者 1 號(hào)像是定向越野賽跑者一樣，順著指南針?biāo)傅拇艌?chǎng)方向前行，而在旅行者 1 號(hào)附近，指南針?biāo)傅摹按疟睒O”方向，恰是 IBEX 發(fā)現(xiàn)的那道能量粒子帶的中心，而這應(yīng)該也就是原始的星際磁場(chǎng)方向。
這些科學(xué)家研究顯示，旅行者 1 號(hào)觀測(cè)到的最初磁場(chǎng)方向，受到太陽(yáng)圈頂?shù)挠绊懚郏虼颂沾谝粋€(gè)磁場(chǎng)繞離真正磁北極方向的特別太空區(qū)域內(nèi)移動(dòng)，如上圖。這意味著即使旅行者 1 號(hào)在 2012 年時(shí)穿越了太陽(yáng)圈頂，它仍然航行在磁場(chǎng)混亂區(qū)中，且至少在 2025 年之前都不會(huì)抵達(dá)真正的星際空間中。
Schwadron 表示，他們的分析結(jié)果確認(rèn)了兩項(xiàng)前所未定之事：第一是 IBEX 能量粒子帶就是星際磁場(chǎng)的方向，其次是旅行者 1 號(hào)現(xiàn)在已經(jīng)越過太陽(yáng)圈頂。不過從這些發(fā)現(xiàn)，這些科學(xué)家也知道了，至少還得再等 10 年，旅行者 1 號(hào)才能進(jìn)入太陽(yáng)魔掌完全碰觸不了的星際空間區(qū)域。從太空時(shí)代初啟至今，人們從未抵達(dá)并探索過這么廣闊而原始的環(huán)境；從宇宙線和磁場(chǎng)的角度來看，這個(gè)星際空間的性質(zhì)究竟會(huì)是什么樣的環(huán)境？等到下一次旅行者 1 號(hào)越過下一個(gè)邊界，科學(xué)家們或許已經(jīng)做好破解眾多天文懸案的心理準(zhǔn)備。
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