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有科学家认为旅行者1号并未到达星际空间还处于太阳圈之内

  太阳圈是太阳风吹入星际物质的空间中形成的气泡。来自太阳风以及周围星际物质的压力,决定了太阳圈的形状。在太阳风的超音速流速度降至亚音速的地方,称为终端激波,这也是

  太阳圈是太阳风吹入星际物质的空间中形成的气泡。来自太阳风以及周围星际物质的压力,决定了太阳圈的形状。在太阳风的超音速流速度降至亚音速的地方,称为终端激波,这也是太阳系最靠里的边界。太阳系的边缘称为太阳层顶,在这里太阳风与星际物质达到平衡。星际物质以相反方向运动,与太阳圈碰撞,速度降至亚音速之处,会产生弓形激波

  旅行者1号已经进入星际空间的艺术想象图。2012年,旅行者号任务团队宣布,旅行者1号已经进入了星际空间,但一些科学家认为它还是处于太阳圈之内。

  旅行者1号已经进入星际空间的艺术想象图。2012年,旅行者号任务团队宣布,旅行者1号已经进入了星际空间,但一些科学家认为它还是处于太阳圈之内。

  2012年,旅行者号任务团队宣布,旅行者1号已经进入星际空间,成为有史以来距离地球最远的人造物体。不过,在这一历史性声明过去两年之后,尽管有后续的观察数据支持,但有关旅行者1号是否真的越过太阳圈的争议还一直继续。有些科学家认为,旅行者1号还处于太阳圈之内,并未到达星际间的空间。太阳圈是太阳风吹入星际物质的空间中形成的气泡,充满了来自太阳风的高能粒子。

  现在,两位旅行者号团队的科学家进行了一个测试,据称能一劳永逸地证明旅行者1号是否越过了太阳圈边界。该研究的主要内容已经写成论文,被美国地球物理联盟出版的《地球物理研究通讯》(Geophysical Research Letters)杂志接收。

  两位科学家预计,在接下来的两年内,旅行者1号将越过太阳圈电流片(Heliospheric current sheet,缩写为HCS)——太阳系内部磁场极性发生转换的表面。旅行者1号将探测到磁场的转换,证明其仍然处于太阳圈内。不过,如果到明年或后年磁场极性转换没有出现,则证明旅行者1号已经进入了星际空间。“事情的真假还需要实践证明,”密歇根大学研究大气、海洋和空间科学的George Gloeckler教授说道。他是这项研究的第一作者。

  George Gloeckler从1972年开始就致力于旅行者号任务的工作,并且一直反对旅行者1号已经进入星际空间的观点。他说,即使飞船已经观测到许多表明它可能到达星际空间的现象,如宇宙射线等,但它还是没有发现许多人预计的磁场变化。“这一争议还将继续,直到有决定性的观测结果出现。”Gloeckler说道。

  如果新的预测是对的,“那将成为我人生中的高光时刻,” Gloeckler说,“没有什么比你提出一个构想然后做出预测,并最终实现更令人满足的了。”旅行者1号和2号飞船于1977年发射,其目的是研究木星和土星。目前,这项任务已经扩展到探索太阳系的最外侧边缘。旅行者2号也已经飞掠过天王星和海王星,正在朝星际空间飞去。

  Gloeckler和他的同事莱恩·菲斯克(Len Fisk)正在利用早前开发的一个模型进行测试。有关这一模型的研究发表在今年早些时候的《天体物理学杂志》(Astrophysical Journal)上。该模型假设太阳风速度逐渐降低,并能够被压缩。根据这一假设,研究称旅行者1号的飞行速度高于太阳风向外流动的速度,并且预计在磁场极性转换的地方,飞船将遇上太阳圈电流片。这一结果证明,旅行者1号还没有离开太阳圈。根据目前的观测数据,科学家预计磁场的转换将最有可能发生在2015年。

  来自加州理工学院,同时也是NASA旅行者号项目科学家的艾德·斯通(Ed Stone)在声明中说:“科学发现的本质就是这样,为了说明新的观察结果,就会发展出替代的理论。这篇文章与其他太阳风和太阳圈的模型不同,随着旅行者号飞船获得数据越来越多,这也是旅行者号团队将要研究的新模型之一。”

  阿兰·卡明斯(Alan Cummings)是加州理工学院的高级研究科学家,同时也是旅行者号任务的合作研究者,他认为旅行者1号很可能已经进入了星际空间。不过,他也承认飞船有些许可能还处于太阳圈内。他说,如果像新研究中所说,旅行者1号正在经历飞越太阳圈电流片的过程,那也可能意味着,太阳圈正在膨胀,并又一次越过了飞船。

  “如果磁场如我们所料发生转换的话,那我们就没有这场讨论了,”卡明斯说,“这是一个谜题。对替代的理论进行探索是很合理的,我们并不完全理解发生的一切。”

  美国西南研究院空间科学部的主管史蒂芬·福塞勒(Stephen Fuselier)并未参与旅行者1号团队的工作,他评价道,这项新的研究提供了一个可以一劳永逸解决旅行者1号是否进入星际空间的检验方法。不过,福塞勒并不同意文章中对太阳风速度的假设;另一方面,他也承认目前没有测量这一速度的方法,如果Gloeckler等人的假设是正确的,那他们的模型就合理很多,旅行者1号很可能还处于太阳圈之内。

  “我为他们提出这样一个大胆的预测鼓掌。”福塞勒说道。他目前致力于星际边界探测器任务的工作,旨在探索太阳风和星际物质之间的界限。他说:“如果他们是对的,那他们就将成为英雄。即使他们错了,理解错误的原因对科学共同体而言也非常重要……如果他们错了,那必然意味着其中一个或多个假设是不正确的,作为科学共同体,必须了解是那些假设出了问题。”

  福塞勒认为旅行者1号已经进入了星际空间,他表态在2016年之前会对Gloecker等人的判断持保留意见。届时,有关旅行者1号的争论也会告一段落。未来几年内,当旅行者2号进入星际空间的时候,也将为科学家提供一次绝佳的检验机会。

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