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    美国的两艘探测器航海家一号和航海家二号离开太阳系后将去哪里?

    航海家(Voyager)1号进入星际空间的想像图。美国航太总署(NASA)的这艘探测器在2012年正式进入星际空间。 ILLUSTRATION BY NASA,

    航海家(Voyager)1号进入星际空间的想像图。美国航太总署(NASA)的这艘探测器在2012年正式进入星际空间。 ILLUSTRATION BY NASA, JPL-CALTECH


    视频:来看看两艘航海家探测器前往外太阳系的旅程

    (神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:NADIA DRAKE 编译:林宇威):可能活上数十亿年的两艘航海家号,离开太阳系后将去哪?在1977年发射的这一对双胞探测器,可能比太阳还要长寿。当它们前往银河系更深处之时,会遇到什么恒星系呢?

    美国航太总署的一对双胞航海家号探测器,已经在太空中旅行了四十多年,飞过了外太阳系的巨行星旁,往太阳系边缘前进。如今其中一艘探测器达成了探索旅程中的重大里程碑:美国航太总署在12月10日宣布,航海家二号已经进入星际空间(interstellar space),比航海家一号晚了六年。这对双胞探测器是迄今飞行距离最遥远的两艘太空船。

    科学家为了确认航海家二号已经离开太阳系,分析了探测器上电浆科学实验仪器(Plasma Science Experiment)的数据。这个仪器能够测量日球层顶2,也就是太阳的保护性电浆泡和星际空间之间的边界。在11月5日,电浆科学实验的仪器记录到来自太阳的电浆粒子迅速减少。同时,有更多来自银河系其他地方的高能粒子撞击航海家二号,这让我们确认航海家二号已经离开了我们的太阳系。

    「从事航海家号的相关研究,让我觉得自己就是个探险家,因为我们看到的所有东西都是全新的。」电浆实验的计画主持人、麻省理工学院(MIT)的研究员约翰.瑞查森(John Richardson)在一份声明中表示:「虽然航海家一号已经在2012年越过了日球层顶,但当时的时空背景与现在不同,而且也没有电浆资料的数据。因此,我们如今看到的东西仍可说是前所未见。」

    它们已经探索了太阳系中的巨大行星,如今正朝着更多星体前进。

    虽然两艘航海家探测器与太阳的距离超过177亿公里,但它们的故事才正要开始。从目前的路径来看,这两艘探测器在脱离太阳的引力束缚之后,将继续在极其漫长的岁月中穿越银河系。可能在4、50亿年后太阳死亡后也不会停下脚步。如果有一天外星文明捕获了这两艘探测器,那张带着地球影像和声音的金唱片,或许能再次播放出一颗远逝行星的最后低语。

    假设两艘探测器都依照目前的轨道继续前行,它们的旅程将会非常孤独。虽然地球的天空似乎总是闪烁着数不尽的繁星,但太空其实相当空旷。恒星之间的距离十分遥远,就算我们的星系冲进邻近的星系中,也不太可能发生恒星撞击事件。

    此外,根据天文学家的预测,依照探测器目前的行进方向,在未来10万年里它们将会飞掠过数颗恒星、一个或三个尘云。以下是两艘航海家号探测器在最近可能会接近的几个宇宙地标。

    航海家二号

    1977年8月20日,航海家二号从美国佛罗里达州的卡纳维尔角(Cape Canaveral)发射升空。这颗乳牛大小的探测器开始了它漫长的旅程;先是在外太阳系的旅行中在木星和土星做出数个重大的科学发现,接着传回不少天王星与海王星的精彩影像。

    目前,航海家二号正以每小时约5万5500公里的速度往太阳系平面的下方飞去,朝着射手座方向前进。它在2018年11月5日穿过日球层顶,飞出了太阳保护性的电浆泡。

    虽然航海家二号刚进入星际空间,但要在4万年后才会靠近另一颗恒星Ross 248,那时它会以相隔1.7光年的距离飞过这颗小型红矮星。到时候,Ross 248在银河系内的运动将使得它成为距离太阳最近的恒星,两者相距仅3.02光年,比现在的众人所熟知的南门二(Alpha Centauri)恒星系统还要更接近地球。

    距今6万1000年后,航海家二号将穿过欧特云(Oort Cloud)。根据卫斯理大学(Wesleyan University)的赛斯.瑞德菲尔(Seth Redfield)表示,欧特云非常巨大,由大量散布的冰冻天体构成,推测最远延伸处和太阳的距离是地球到太阳的20万倍。

    大多数科学家认为,那些花上数千年才绕太阳一圈的彗星都​​来自于欧特云。如果把太阳引力作用消失的地方当作是太阳系的边界,那么欧特云也可以说是太阳系的真正边界。

    「欧特云的外缘大约就在那里。」瑞德菲尔说。他利用哈伯太空望远镜(Hubble Space Telescope)仔细研究了两艘航海家号探测器在未来十万年的路径,甚至粗略估算了未来数百万年的路径。

    到公元29万8000年,航海家2号将会与地球夜空中最亮的天狼星相距约4光年。再过10万年之后,才会经过孔雀六(delta Pav)和GJ 754这两颗恒星的附近。

    航海家一号

    航海家一号在1977年9月5日紧接着航海家2号升空。在1979年和1980年,分别接近木星和土星,传回了木卫一埃欧(Io)火山爆发的壮观影像,然后再继续向太空飞行。

    1990年2月14日,航海家一号回首从它的角度拍下了太阳系的影像。根据卡尔.萨根(Carl Sagan)的描述,在其中好几张照片里,我们的淡蓝色星球看起来就像是「漂浮在阳光下的一颗微尘」。

    航海家一号现在正以每小时约56000公里的速度往蛇夫座的方向前进,它是太空中飞行速度最快的人造物体,在2013年成为第一颗离开日球层顶、进入星际空间的太空船。

    公元4万272年,航海家一号将以1.7光年的距离,飞过鹿豹座中的恒星Gliese 445附近。

    在5万6000年后,航海家一号将飞出欧特云。而在57万年后,它将会掠过恒星GJ 686和GJ 678近旁。

    流浪的奇迹

    在这之后,两艘探测器将继续向外飞行,在穿过「本地泡」时,也会通过数个散布的尘云。 「本地泡」是在超新星发生剧烈爆炸后,所产生相对空旷的空洞。航海家一号和二号将分别在570万年和630万年后离开本地泡。

    此后,一切都将变得扑朔迷离。我们还不太清楚绕着银河系中心的恒星及尘云的本动运动3,而且探测器在穿过尘云时,速度可能会减慢。此外,如果探测器经过没有绕着恒星公转的流浪行星附近,来自行星的重力可能会让探测器像撞球一样被弹开来。

    「星际空间内可能会有大量的流浪行星,」瑞德菲尔说:「如果航海家号探测器稍微接近这样的天体,可能就会改变前进的路线。」

    最后,航海家号探测器会像是银河系里的众多恒星一样,跟随着银河系的节奏,在余生中都围绕着银河系的中心运转。

    「在太阳附近的所有恒星,都以2亿2500万年到2亿5000万年的周期绕着银河系中心公转,」航海家号的计画科学家艾德.史东(Ed Stone)这么说道:「航海家号也将进入这样的独立轨道,在长达数十亿年间每2亿2500万年绕行银河系一圈,直到和其他星系发生碰撞,才会打乱如此规则的运动。」

    这可能会发生在40亿年后,当临近的仙女座星系与我们的银河系发生碰撞时。那次的撞击事件将会以非常壮观惊人的方式重构我们的天空。

    最终,航海家号探测器会以什么样的方式迈向生命终点呢?是被数千次的微陨石撞击,或是在未必会发生的的剧烈碰撞中毁灭?这一切都还是个谜。航海家号探测器甚至有可能比太阳系活得更长更久──在太阳死亡而将地球附近变成完全不同的世界后,还继续存活很长一段时间。

    「宇宙似乎总能好好地保存住各种运行的天体,」瑞德菲尔说道:「毕竟,在太阳系里的天体──即使是小天体,也已经存在了45亿年那么久。」




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