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旅行者1号帮助解决星际介质之谜

时间:2018-09-13 11:27 来源:未知 作者:admin

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作者:Elizabeth Landau  原文来自:  Posted: 2015. 10. 29

编译:Melipal  审校:Linq (编译版权所有,未经许可请勿转载。)

2012年,NASA的旅行者1号探测器进入了星际空间,将行星和太阳风甩在了身后,从而创造了历史。但是这架先驱性的探测器进行的观测在太阳风周边的磁场方面与科学家根据其他航天器观测结果推导出的结论不符,因此让人很是困惑。

艺术家笔下衬在星空背景中的NASA旅行者号探测器。(图片提供:NASA/JPL-Caltech)

一项新的研究为这个谜题提供了一些新见解。来自达勒姆市(Durham)新罕布什尔大学的纳森 施瓦德隆(Nathan Schwadron)与同事在一篇刊登在《天体物理学报通信》杂志上的论文中重新分析了旅行者1号采集的磁场数据,发现自这架探测器越过太阳系边界进入星际空间之后,磁场的方向发生了缓慢的旋转。他们认为,这是邻近的太阳风边界带来的效应。太阳风是从太阳流出的带电粒子流。

论文的第一作者施瓦德隆说: 这项研究提供了非常强烈的证据,说明在旅行者1号当前所处的区域内,磁场正被太阳风偏转着。

研究者预言,在10年中,旅行者1号将抵达星际介质中更为 纯净 的区域,这里太阳风并不会对磁场产生明显的影响。

旅行者1号穿越太阳系边界进入星际空间,这意味着它离开了日球层,也就是环绕在我们的太阳以及行星周围的太阳风泡。旅行者号搭载的仪器进行的观测发现,在边界之外,粒子的密度要比内部大40倍,这证实探测器确实离开了日球层。

但是到现在为止,旅行者1号对本地星际磁场方向的观测相对其他航天器的测量存在超过40度的偏移。新的研究表明,因为旅行者1号身处日球层顶(也就是太阳风和星际介质之间的边界)之外磁场更为混乱的区域,所以出现了这样的偏差。

施瓦德隆说: 如果你把磁场想象成绕在沙滩球上的橡皮筋,那么在日球层顶周围,皮筋正在被扭曲着。

2009年,NASA的星际边界探测器(IBEX)发现了一道高能中性原子组成的 条带 ,据信它蕴涵着纯粹的星际磁场指向的线索。所谓的 IBEX条带 在天空中构成了一道圆弧,它仍旧是个谜,但科学家确信,它的成因是在邻近星际空间被再电离的太阳风中性氢原子流,随后它们又俘获了电子,再度变成中性原子。

新的研究使用多组数据证实,IBEX条带中心位置的磁场方向与纯净的星际介质中的磁场方向一致。NASA与ESA合作的尤利西斯号探测器以及SOHO太阳探测器进行的观测也支持这项新发现。

施瓦德隆说: 所有这些在过去25年里采集的不同数据都表明了同样的磁场指向。

新的研究表明,随着时间的推移以及与日球层距离的加大,磁场将愈发指向IBEX条带定义出的 正北 。到了2025年,如果旅行者1号周围的磁场还是稳定偏转的话,旅行者1号将观测到与IBEX结果相同的磁场方向。这将说明旅行者1号抵达了星际介质中受扰动较小的区域。

来自帕萨迪那(Pasadena)加州理工学院的旅行者号任务科学家埃德 斯通(Ed Stone)说: 这是审视数据的一个有趣的角度。它预言了在旅行者1号进入未受强烈扰动的区域之前,我们还需要等待多久。 斯通并未参与此项研究。

现在旅行者1号继续向我们发送着星际空间的信息,而它的孪生探测器旅行者2号预计在今后若干年内也将跨入星际介质中。旅行者2号将对星际空间的磁场进行额外的观测,以帮助科学家改进他们的估计。

旅行者1号和2号在1977年彼此相隔16天发射。两架探测器都飞掠了木星和土星,而旅行者2号还飞掠了天王星和海王星。先于旅行者1号发射的旅行者2号是持续工作的航天器中最长寿的。旅行者1号是飞行距离最远的人造物体。

隶属于加州理工学院的JPL建造了两架旅行者号,并为华盛顿的NASA科学任务理事会太阳物理学分部操控探测器。

更多关于旅行者号的信息请访问:。

(全文完)

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