这张插图显示，美国宇航局的旅行者1号和旅行者2号探测器已经在日光层之外。太阳圈是太阳产生的保护性气泡，它远远超出了冥王星的轨道。美国宇航局/JPL加州理工学院插图
旅行者一号和旅行者二号的伟大旅程
据《国家地理》报道(作者迈克尔·格雷什科，编译邱彦伦):旅行者2号是有史以来第二艘穿越我们和银河系边界的飞船。
美国宇航局的旅行者二号为在离家数十亿公里的黑暗中探索Tai 空树立了里程碑。2018年11月，它成为有史以来第二个进入星际空间的航天器空。在这个纪念日，科学家们公布了旅行者二号当时穿越边界时观测到的东西，让人类对太阳系的一些重大谜团有了新的认识。
发表在11月7日《自然·天文学》杂志上的五篇文章发表了这些最新发现。这是航天器首次直接采样充满星际空间空和太阳系最远部分的带电烟雾——或等离子体。这是旅行者二号飞船的又一个“第一”。它在1977年发射L 空后第一次(也是唯一一次)飞过冰冷的巨行星天王星和海王星。
旅行者1号在2012年完成了同样的壮举，而旅行者2号则跟随哥哥冲进了星际空间空。两艘飞船采集的数据有很多共同的特点，比如恒星之间遇到的粒子总密度空。但有趣的是，孪生飞船在离开太阳系时也看到了一些关键的不同，这让我们对太阳在星系中的运动产生了新的怀疑。
加州理工学院旅行者项目科学家、物理学家埃德·斯通(Ed Stone)在新闻发布会上说:这真是一次奇妙的旅程。」
“人类能够探索星际空间空，这真的很令人兴奋，”没有参与这项研究的普林斯顿大学博士后研究员、物理学家杰米·兰金(Jamie Rankin)补充道。“自从旅行者1号穿越了太阳系的边界，我们就成了星际旅行者。但是现在旅行者2号的穿越更加令人兴奋，因为我们现在可以比较星际介质中两个非常不同的位置。」
美国宇航局的旅行者二号为离家数十亿公里外的黑暗中的Tai 空的探索树立了里程碑。2018年11月，它成为有史以来第二个进入星际空间的航天器空。在这个纪念日，科学家们公布了旅行者二号当时穿越边界时观测到的东西，让人类对太阳系的一些重大谜团有了新的认识。
发表在11月7日《自然·天文学》杂志上的五篇文章发表了这些最新发现。这是航天器首次直接采样充满星际空间空和太阳系最远部分的带电烟雾——或等离子体。这是旅行者二号飞船的又一个“第一”。它在1977年发射L 空后第一次(也是唯一一次)飞过冰冷的巨行星天王星和海王星。
旅行者1号在2012年完成了同样的壮举，而旅行者2号则跟随哥哥冲进了星际空间空。两艘飞船采集的数据有很多共同的特点，比如恒星之间遇到的粒子总密度空。但有趣的是，孪生飞船在离开太阳系时也看到了一些关键的不同，这让我们对太阳在星系中的运动产生了新的怀疑。
加州理工学院旅行者项目科学家、物理学家埃德·斯通(Ed Stone)在新闻发布会上说:这真是一次奇妙的旅程。」
“人类能够探索星际空间空，这真的很令人兴奋，”没有参与这项研究的普林斯顿大学博士后研究员、物理学家杰米·兰金(Jamie Rankin)补充道。“自从旅行者1号穿越了太阳系的边界，我们就成了星际旅行者。但是现在旅行者2号的穿越更加令人兴奋，因为我们现在可以比较星际介质中两个非常不同的位置。」
在气泡内
要了解航海家二号的最新发现，首先要明白太阳并不是一团安静燃烧的光球。我们的恒星是一个搅动的核熔炉，以大约每小时724，000公里的速度围绕银河系中心高速运转。
由于扭曲的编织磁场，太阳也会分裂，因此表面不断发出微弱的带电粒子流，称为太阳风。在太阳磁场的作用下，太阳风高速向四面八方疾驰。最后，太阳风会撞击星际介质——散落在恒星间的远古恒星爆炸的碎片。
就像油和水一样，太阳风和星际介质不能完美混合，所以太阳风在星际介质中形成了一个叫“太阳圈”的气泡。根据“旅行者”号的数据，这个气泡的前缘从太阳延伸约177亿公里，覆盖了太阳、八颗行星和许多围绕恒星运行的外围天体。太阳的圈非常重要，它可以保护其中的所有物体，包括我们脆弱的DNA免受来自银河系的大部分最高能量辐射。
太阳圈最外面的边缘叫做heliopause，代表着星际空的开始。了解这一边界对我们理解太阳穿过星系的旅程颇有启发，进而可以告诉我们更多关于分散在宇宙中的其他恒星的信息。
斯通在简报中说:“我们正试图了解两种风碰撞和混合的边界的性质。”“他们怎么混的？有多少物质从气泡内部流向外部，又有多少物质从气泡外部流向内部？」
2012年8月25日，当旅行者1号第一次进入星际空间空时，科学家们第一次瞥见了日光层屋顶。起初，观察结果让他们伤脑筋。例如，研究人员现在知道星际磁场比预期的强大约两到三倍，这意味着星际粒子对太阳圈施加的压力比以前认为的大十倍。
在美国宇航局总部担任规划科学家的物理学家帕特里克·科恩(Patrick Koehn)说:“这是我们第一次能够真正体验星际介质，所以这艘飞船是一个真正的先锋。」
泄漏边界
虽然旅行者一号颠覆了科学家的预期，但它的启示仍然不完整。旅行者1号测量等离子体温度的仪器早在1980年就停止工作了。不过，旅行者二号的等离子体仪器仍然可以正常工作，因此当它在2018年11月5日穿越日光层屋顶时，科学家可以对这个边界有更清晰的认识。
这使得研究人员首次观察到，当一个物体到达距离日光层顶部不到2.3亿公里时，其周围的等离子体会变得更慢，温度会上升，密度会变大。在边界的另一边，星际介质的温度至少有30000摄氏度，甚至高于预期。但这里的等离子体非常稀薄且扩散，因此旅行者号探测器周围的平均温度仍然相当低。
此外，旅行者2号证实了日光层的顶部是一个泄漏的边界——它将向两个方向泄漏。旅行者1号在穿过日球层之前，迅速穿过了过去星际粒子在日球层上挤压形成的卷须──就像树根刺入岩石一样。但旅行者2号看到了一股低能粒子流，过去球体顶部延伸了数亿公里。
当旅行者一号进入日光层顶部13亿公里以内时，另一个谜团出现了。它进入了一个像边界一样的区域，在那里向外的太阳风逐渐减缓。在穿越日光层顶部之前，旅行者2号观察到太阳风形成了一个完全不同的层。奇怪的是，这一层的宽度几乎与旅行者1号看到的停滞层的宽度相同。
“这非常非常奇怪，”科恩说。“这确实告诉我们需要更多的数据。」
明星续集？
要解决这些问题，我们需要对整个太阳圈有更深入的了解。旅行者1号在太阳圈前缘附近离开，与星际介质相撞；旅行者2号沿着太阳圈的左侧离开。我们没有关于太阳圈尾迹的数据，所以太阳圈的整体形状仍然是个谜。星际介质的压力可能会使太阳环保持大致球形，但它也可能会有彗星般的尾巴或羊角面包般的形状。
然而，尽管其他飞船目前正在向外飞行，但未来它们将无法从日光层屋顶将数据发送回地球。美国宇航局的新视野号飞船正以每小时5万多公里的速度离开太阳系，将在2030年代耗尽动力，在距离太阳圈外缘不到16亿公里的地方陷入沉寂。这就是为什么航海家号科学家和其他人呼吁进行后续星际探索。目标是一个50年的多代任务，在前往太阳风以外的未探索区域时，也可以探索太阳系的外部区域。
约翰霍普金斯大学应用物理实验室Tai 空系名誉主席Stamatios Cremean在一份简报中说:“这是整个泡沫，我们只穿过其中的两个。”“两个观测点不够。」
新一代科学家渴望拿着指挥棒向前奔跑，包括在加州理工学院获得博士学位的兰金。她的论文是关于旅行者1号的星际数据，斯通是她的导师。
她说:“处理我出生前发射的航天器的最新数据真是太神奇了。”“我真的很感谢所有在旅行者号上花了这么多时间的人。」
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