別再說旅行者1號飛出了太陽系

艾米·泰特爾(美)

旅行者1號似乎已經(jīng)成為星際空間的一名新成員了。作為一位有長達36年游歷旅程的探索者，近年來每過幾個月就會有它已經(jīng)“飛離太陽系”的新聞曝出，但是這樣的消息通常又會很快被撤回——因為它仍然在太陽系的邊緣地帶跌跌撞撞。眼下，旅行者1號再次出現(xiàn)在新聞中，而這一次當真了：它真真切切地進入星際空間。

但是，還有另一種說法——旅行者1號仍未擺脫太陽的引力，因此雖然它已經(jīng)到達星際空間，但是它仍舊在太陽系中。

可惜的是，在宇宙中并沒有一個清晰的星際空間起始線。相反，這條分界線既模糊也抽象，這也是我們總是聽到很多假消息的原因。這條“線”內(nèi)外的等離子體是不一樣的。等離子體是宇宙中彌漫的一種電離氣體。太陽釋放的太陽風就是一種等離子體，它能達到的地方有限，但是以太陽為中心散發(fā)產(chǎn)生了一個“泡泡”，即日球層。一旦來自其他恒星的物質取代太陽風對空間物體的主導影響地位，該物體才算到了星際空間。

因此，旅行者1號進入星際空間，就意味著它已經(jīng)不受太陽風與等離子體的主要影響了。這樣的星際空間定義考慮的是粒子與場的概念，而不是距離。

另一些事實讓太陽系與星際空間之間本已模糊的界線判斷起來更加復雜：旅行者1號已經(jīng)有35年的歷史，它的有些儀器已經(jīng)失靈了。早在1980年，旅行者1號上測量等離子體溫度、密度與速度的儀器就已經(jīng)壞掉了。執(zhí)行此次探索任務的科學家們雖然預測了等離子體的變化將帶來的后果，但是旅行者1號傳回的數(shù)據(jù)并不支持他們的預測。

旅行者1號上還有兩根天線來測量磁場環(huán)境方向的變化，它們測出的數(shù)據(jù)被科學家們用來代表等離子體的來源。太陽等離子體與來自星際的等離子體均帶有磁場線，而科學家們預測，一旦旅行者1號離開日球層，不僅磁場線的方向會改變，而且來自宇宙射線的物質也會相應增加。

這一變化的跡象首次發(fā)生在2012年5月，那時旅行者1號就已測出周圍的宇宙射線粒子有所增加。當時雖然它已經(jīng)進入了一個新的領域，但是科學家們無法根據(jù)當年8月再次傳回的數(shù)據(jù)，來確認增加的粒子是否來自日球層，因為此次宇宙射線粒子雖有增加，但是磁場線方向的變化并不大。

2013年4月9日，旅行者1號的等離子體波測量儀探測到了等離子體的震動，科學家們懷疑這是由一年前的太陽爆發(fā)造成的。他們查閱了以前的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在旅行者1號處于同樣的等離子體密度空間時，多次探測到了類似的低頻振動。觀測小組就此召開了一次專門會議，來討論日球層與星際空間的界線問題，他們隨后達成了一致意見：這個有著更高等離子體濃度的空間就是星際空間，而且旅行者1號真正進入星際空間的時間被確定為2012年8月。于是經(jīng)過了一年的反復之后，旅行者1號最終成為進入星際空間的飛行器。

盡管如此，旅行者1號并未真正離開太陽系，這一細節(jié)必然引起人們的不解。事實上，星際空間的開始并不意味著太陽系的結束。自上世紀60年代起，科學家們就普遍將奧爾特云當做太陽系的邊界——這是一個寒冷、多巖石的區(qū)域，彗星就從那里飛向太陽。這也是太陽引力能夠影響到的最遠的地方，再飛遠一些，物體就會被其他星球吸引過去了。

但我們實際上是看不到這樣的情景了：旅行者1號要到達奧爾特云內(nèi)部需要花1300年的時間，而要飛越奧爾特云可能需要再花3萬年的時間！在大約4萬年之后，這只飛行器才會“裸奔”到距離太陽系17.6光年的“矮星”AC +79 3888。

拋開宇宙空間的界線不說，旅行者1號已經(jīng)離開了日球層是事實，而這并不意味著它已進入了未知領域。從現(xiàn)在起，它將為我們揭開這個全新未知領域的面紗，將會不斷地對人類提出問題，也會同樣給很多問題以答案。對此，研究這一飛行器的科學家團隊正感到激動不已。

由于太陽風的影響減弱，科學家們可以趁機好好研究以前未涉及過的問題。其中，最受關注的是來自遙遠星系的宇宙射線中的高能粒子。如今，旅行者1號將首次“目睹”星際空間的這一現(xiàn)象，這也將幫助科學家們執(zhí)行更為深度的太空任務。旅行者1號研究團隊也將研究星際介質與太陽風之間的相互關系。

除了對科學界的影響，旅行者1號的星際飛躍當然也引發(fā)了人類的種種遐想。這個飛行器攜帶著人類的產(chǎn)物進入了星際空間，上面裝載的鍍金唱片記載了人類上世紀70年代中期的各種聲音、音樂及圖片——這也許是人類歷史上最偉大的“時間膠囊”。按照設想，某個外星種族會發(fā)現(xiàn)這張唱片并想辦法播放出來，他們還可能按照這張薄片上的路線指引來回訪地球。然而，這些都只是設想，實際上，這一切能夠實現(xiàn)的可能性并不很大。

盡管如此，想到這個小小的飛行器帶著記錄我們?nèi)祟惖囊粡埥鹕M入到星際空間，不也是一件很棒的事情嗎？

（作者系美國太空歷史學家及作家。譯/王琛）