旅行者2号照亮了距离地球110亿英里的星际空间边界

NASA Voyager SpaceCraft进入星际空间

这幅艺术概念图展示的是NASA的旅行者号宇宙飞船进入星际空间,也就是恒星间的空间。这个区域主要由几百万年前巨星死亡时喷发出来的等离子体组成。更热、更稀疏的等离子体充满了我们的太阳气泡内的环境。来源:美国国家航空航天局

一年前,2018年11月5日,美国国家航空航天局旅行者2号成为历史上第二艘离开日球层的航天器。日球层是由太阳产生的粒子和磁场组成的保护气泡。距离地球约110亿英里(180亿公里)——远远超出地球的轨道冥王星- Voyager 2进入了星际空间,或星星之间的地区。今天,在期刊中五篇新的研究论文自然天文学描述在Voyager 2的历史交叉期间观察到的科学家。

每篇文章详述了Voyager 2的五个操作科学仪器之一的调查结果:磁场传感器,两种用于检测不同能量范围内的能量粒子的仪器和用于学习的两个仪器等离子体(由带电粒子组成的气体)。在一起,调查结果有助于绘制这张宇宙海岸线的图片,在那里我们的太阳结束的环境以及浩瀚的星际空间的环境开始。

它需要大约16.5小时到从航行到地球到地球旅行。相比之下,从太阳行驶的光线大约需要八分钟到达地球。

太阳的光圈就像穿过星际空间的船一样。螺旋圈和星际空间都充满了等离子体,这是一种剥离其电子的一些原子的气体。旋转圈内的血浆是炎热和稀疏的,而星际空间中的等离子是较冷和更密集的等离子体。恒星之间的空间还包含宇宙射线,或通过爆炸星提供粒子。Voyager 1发现,幽光圈保护地球和其他行星超过70%的辐射。

NASA的Voyager 2探针进入星际空间

该图示出了NASA的Voyager 1和Voyager 2探针的位置,在氦圈之外,由太阳产生的保护泡沫延伸超过冥王星的轨道。两位盗贼现在都在幽光圈外,在称为星际空间的区域,或星星之间的空间。积分:NASA / JPL-CALTECH

当旅行者2号去年离开了日球层科学家们宣布,它的两个能量粒子探测器注意到戏剧性的变化:仪器检测到的仪器检测到的幽默颗粒速率,而宇宙射线(通常具有比Heliospheric颗粒更高的能量)显着增加,并且保持高。变化证实探头已进入新的空间区域。

在2012年旅行者1到达幽光圈的边缘之前,科学家们不知道这个边界来自太阳的距离。这两种探针在不同的位置在不断重复,大约11年的太阳循环中出现了不同时间的探伤,在此过程中,太阳经历了一段高度和低的活动。科学家预计,幽冥圈的边缘,称为精神,可以随着太阳活动的变化而移动,有点像肺部扩张和呼吸收缩。这是一致的,这两个探头在距离太阳的不同距离处遇到了精神病术。

新论文现在证实,Voyager 2尚未处于不受干扰的星际空间:像它的双胞胎,Voyager 1,Voyager 2似乎是在幽冥圈的扰动过渡区域。

“旅行者号探测器向我们展示了我们的太阳是如何与充满恒星间大部分空间的物质相互作用的银河系旅行者号的项目科学家、加州理工学院物理学教授埃德·斯通(Ed Stone)说。“如果没有旅行者2号的新数据,我们就不知道旅行者1号所看到的是整个日层的特征,还是仅仅是它穿越时的特定位置和时间。”

推动等离子体

现在,两位航行员宇宙飞船现在确实证实,当科学家的预期,局部星际空间中的血浆比幽光圈内的血浆显着更密集。Voyager 2现在已经测量了附近星际空间中等离子体的温度,并确认它比氦圈内的等离子体更冷。

美国宇航局旅行者号探测等离子体流线

这幅艺术概念图展示了美国宇航局旅行者1号和旅行者2号飞船相对于日球层的位置,也就是太阳产生的粒子保护泡和磁场。这张照片展示了日球层顶内外的等离子体流线。太阳等离子体的方向与星际等离子体的方向不同。图片来源:NASA /姓名

2012年,旅行者1观察到在氦圈外的血浆密度略高于预期,表明等离子体有点压缩。Voyager 2观察到螺旋圈外的等离子体比预期略微温暖,这也可能表明它被压缩。(外部的等离子体仍然比内部等离子体更冷。)Voyager 2还观察到在离开氦层之前的等离子体密度的略微增加,表明等离子体在气泡的内边缘围绕着血管压缩。但科学家们尚未完全理解导致两侧压缩的内容。

泄漏粒子

如果氦圈就像穿过星际空间的船舶,那就看起来船体有点漏水。Voyager的粒子仪器之一表明,从螺旋圈内部的粒子涓流粒子通过边界滑动并进入星际空间。Voyager 1靠近幽华圈的“前面”,相对于泡沫的运动通过空间。另一方面,Voyager 2位于侧翼靠近侧翼,该区域似乎比Voyager 1所在的区域更多孔。

磁场神秘

Voyager 2的磁场仪器的观察证实了来自Voyager 1的令人惊讶的结果:刚刚超越的区域中的磁场平行于氦层内的磁场。通过Voyager 1,科学家只有一个这些磁场的样本,不能指示表观对准是否是整个外部区域的特征或只是巧合。Voyager 2的磁力仪观察确认了Voyager 1发现并指示这两个领域根据石头对齐。

Voyager探针于1977年推出,两人都飞木星土星。旅行者2号为了飞过土星改变了航向天王星海王星,在历史上执行这些行星的唯一紧密的鹅卵石。Voyager探测完成了他们的星球盛大之旅,并开始于1989年开始达到高速公路的任务。旅行者1,这两个探测器的速度越快,目前来自太阳超过136亿英里(220亿公里),而Voyager 2距离太阳为113亿英里(182亿公里)。它需要大约16.5小时到从航行到地球到地球旅行。相比之下,从太阳行驶的光线大约需要八分钟到达地球。

参考文献

“从旅行者2越过宇宙射线测量,因为它交叉进入星际空间”,由Edward C. Stone,Alan C. Cummings,Bryant C. Heikkila Ad Nand Lal,2019年11月4日,自然天文学
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D. A. Gurnett和W. S. Kurth, 2019年11月4日,“旅行者1号和2号等离子波仪器观测到的日球层顶附近和以外的等离子体密度”,自然天文学
DOI: 10.1038 / s41550 - 019 - 0918 - 5

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“精力充沛的带电粒子测量从高豪和超越的海外,罗伯斯米·克里姆格斯,罗伯特B. Decker,Edmond C. Roelof,Matthew E. Hill,Carl O. Bostrom,Konstantinos透析,乔治Gloeckler,Douglas C. Hamilton,2019年11月4日,Edward P. Keath和Louis J. Lanzerotti,自然天文学
DOI: 10.1038 / s41550 - 019 - 0927 - 4

5点评论关于“旅行者2号照亮距离地球110亿英里的星际空间边界”

  1. 我有一个有趣的疑问,日光层是静态的W.R.T空间,还是动态的坐标变化。

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