難道真的無法逃離太陽系?它飛行了43年,仍然看不到太陽系盡頭

天空之城 2020/10/09 檢舉 我要評論

1977年9月5日,NASA的旅行者1號探測器正式發射升空,開啟了前往太陽系邊緣的旅行。

從此,旅行者1號成為了全世界關注的焦點,它帶領我們一次又一次地見識了這個太陽系的偉大。1979年3月,它成為了人類歷史上第一個抵達木星的探測器,並在次年11月近距離探測土星,再次創造了史上第一。

在離開土星之後,它就開始了朝向銀河系中心飛行的旅程。它的目標並非是某一顆恒星,所以看起來是漫無目的的飛行。

2012年,有消息傳出:旅行者1號探測器已經飛行到了太陽系邊緣。這讓很多人以為它真的飛出了太陽系,但實際情況是,它根本連太陽系的邊緣都還沒有見到。

實際上,當時旅行者1號距離地球超過了120億公里,它所處的位置正是太陽系的一個關鍵區域——日球層。我們知道,宇宙中的各種天體、活動和現象都會產生強烈的輻射。這些輻射無處不在,充斥著整個宇宙空間。與此同時,太陽作為一個巨大的核反應結構,也在向外釋放著高能粒子和射線。在星際空間,宇宙輻射統治著一切;而在靠近太陽的位置,太陽輻射則佔據著絕對的上風。

這兩種輻射此消彼長,最終會在某個位置達到一種強度大致相同的狀態,互相「抗衡」。這片區域叫做日球層,它恰好位於距離太陽大約100億公里的位置上。而旅行者1號在2012年所到達的區域,正是這個日球層。

隨著它飛行得越來越遠,它也將逐漸擺脫太陽輻射帶來的影響,最終完全受到宇宙輻射的影響。但是,在日球層之外,它仍然沒有擺脫太陽系的引力范圍,還要繼續受到太陽引力的束縛。因此,從這個角度來看,說旅行者1號飛出太陽系是非常不嚴謹的。

而且,即便是對於日球層,我們的瞭解也非常有限。直到2013年,NASA仍然不敢給出斷言,說旅行者1號已經飛出日球層。而且,最新的研究顯示,日球層很可能並不是科學家以往想像的那個形狀。在此之前,科學家認為在太陽系繞銀河系公轉的情況下,日球層會像彗星的彗尾一樣拖得很長。而波士頓大學天文學教授Merav Opher最近發表于《自然天文學》雜誌上的論文指出:太陽系的日球層形狀很可能像一個羊角包,也就是下圖的形狀——

對於旅行者1號來說,它最多也只是飛出了圖中黃色的部分。而它距離太陽系的邊緣,還遠得很!

根據NASA的資料,截至2020年9月17日,旅行者1號探測器已經距離地球約225億公里,也就是150.6個天文單位,仍然是迄今為止飛行最遠的探測器。可是,它甚至還沒有突破冥王星所在的區域——柯伊伯帶。

柯伊伯帶是海王星之外的一個小天體聚集區域,最早由天文學家傑拉德·柯伊伯提出,故而因此命名。柯伊伯帶最著名的天體就是冥王星,此外還有鬩神星、鳥神星等大量小天體。

對於柯伊伯帶的外部邊界,科學家們還沒有一個定論。不過,即使是以可能的下限來算,柯伊伯帶也至少有150個天文單位的半徑,旅行者1號也才勉強飛到它的邊緣。如果按照200個天文單位的理論來計算,旅行者1號則還要差得很遠。還有理論說,柯伊伯帶的半徑可能達到了500個天文單位,如果真的是這樣,那麼我們有生之年都不可能看見它飛出柯伊伯帶了。

更加令人絕望的是,柯伊伯帶也絕對不是太陽系的最外層結構。和太陽系的邊界相比,它簡直就是大象腳下的螞蟻。

1950年,荷蘭天文學家簡·亨德里克·奧爾特在前人的基礎上描述了太陽系最外層的結構,那就是奧爾特雲。根據他的描述,這裡是大量長週期彗星的故鄉,這些天體在離開太陽後,會回到位於奧爾特雲的遠日點,然後進入到下一個週期。

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