飞了185亿公里后,旅行者号发现真空物质越来越多,原因何在?
人类 目前发射了多少颗 行星探测器 呢?——大约是170-180颗 ,它们帮助人类完成一次又一次行星探索,不断刷新人类对星空的认知高度。
行星探测器表达着人类探索宇宙的决心
有这样一个 行星探测器 ,它连续 40余年 不休不止探索 太阳系外围空间 ,造访 各个星球 ,向地面传回 珍贵的数据 。它是谁?它就是 旅行者号 。
旅行者号是 如何展开 星际探索的?为什么在探索过程中,旅行者号发现的真空物质 成倍数增长 ?这些越来越多的真空物质,到底 从何而来 ?如果真空物质过多,会对旅行者号带来 何种影响 呢?让我们打开科学启迪的大门,前去一探究竟。
太空中的旅行者号概念图
旅行者号的飞行距离已经达到 185亿公里 ,在宇宙中发现真空物质 呈倍数式的增长 ,到底 发生了什么 ?
太阳系黄道平面图:旅行者号正穿越太阳系进入星际空间旅行者号任务硕果累累
旅行者号探测器 是1977年美国发射的两颗行星探测器,这个项目的全称叫做旅行者号星际探索任务(Voyager Interstellar Mission),简称"VIM"。旅行者号被誉为过去50年太空探索黄金时代的一种象征 ,它竭尽所能把人类探索的目光延伸至太阳系空间边缘。距离旅行者号发射已经过去40多年,目前的旅行者号探索器取得了哪些探索成果呢?
旅行者号的航行线路图
旅行者号探索器,包含了 1号和2号 两颗姊妹行星探索器。1号探测了土星和木星 ,2号探索了除土星、木星之外,距离太阳这个太阳系中心更远的天王星和海王星 。1号和2号共同对土、木二星的探索,传回了相当可靠的数据,包括关于木星磁场、磁层的规律性变化,木星的大气形态、成分,以及木星的内部结构。
两颗姊妹探测器还发现了 美丽的木星极光 ,还有仿佛守卫者一般、由尘埃构成的 薄纱状木星环 。最让科学家震惊的是,旅行者号还发现了 5颗新木卫 。我们知道木星拥有众多卫星,因为木星拥有 比地球大得多的质量 ,也就拥有 更强的 天体引力 ,可以吸引更多的天然卫星环绕木星。
土星全家福,根据旅行者1号拍摄的照片合成
旅行者号探测器还详细考察了 伽利略卫星 ,它是木星的四颗卫星。之所以叫伽利略卫星,是因为它是由意大利天文学家伽利略在1610年用他发明的天文望远镜观察到的。四颗伽利略卫星各有名字,根据距离木星由远及近的顺序,它们分别被命名为"卡里斯托"(Callisto)"、"加尼美得"(Ganymede)"欧罗巴"(Europa)和艾奥"(Io)。
木星与伽利略卫星
对四颗木卫命名的却并不是首先发现它们的 伽利略 ,而是 德裔荷兰天文学家西蒙·马里乌斯 ,他还宣称自己比伽利略 更早关注 四颗木卫。发现四颗伽利略卫星的意义在于更加确定了 日心体系的正确性 。
从地心说到日心说
2号探测器在 天王星、海王星 的探索上颇有成绩。它探明了天王星的磁场、大气情况,帮助了科学家修订天王星正确的自转周期值 。2号探测器还发现,天王星的大气由甲烷云组成,甲烷云吸收红光,使天王云大气呈现绿色。但天王星本身是一颗冰冻的巨大星球,大气之下,深入天王星内部,人们发现了冰、氨、甲烷,核心部位是硅酸盐岩石。
2号探测器探测到了 海王星 活跃的大气活动 ,同样检测了海王星的 磁场、磁层 ,发现海王星的 6颗新海卫和5条环带 ,还发现了海王星表面的 亮斑和黑斑 。
海王星内部结构模拟图
两颗探测器对 土、木二星以及天王、海王二星 等星球的探测,让人们对太阳系的各个行星有了 更加完整和系统的认识 ,不过科学家根据旅行者号探测器传输回地面的数据,也发现一个问题:1号和2号在 渐行渐远 的飞行过程中,发现了越来越多的 真空物质 ,什么是真空物质呢?真空物质为什么会在探测器飞行的过程中逐渐增多 呢?
人类对宇宙的认识永无止境初识真空物质
真空物质 是一种宇宙中存在较多能量和粒子的空间体,比如太阳风所释放的粒子。真空在传统概念中是没有空气和物质存在的 ,但真空物质是一个太空领域专用词汇。就拿太阳风产生的粒子来说,太阳风粒子随着太阳的对外辐射传播开来,不断扩散,随着传播距离越来越远,粒子的能量会慢慢衰减。
旅行者号沿着 远离太阳的方向 推进,所以在太空航行的 初期 ,检测到的太空物质会 越来越小 ,受到真空物质的影响会 越来越弱 。但是目前旅行者号的飞行距离已经达到 185亿公里 ,发现的真空物质在 呈倍数增长 ,很有可能是接近像太阳一样的巨大能量体了。这意味着在远离太阳系的未知星系,可能存在一个类似太阳系适宜生物生存的环境 。
真空中的粒子:空间振荡和量子涨落
如果存在 适宜生物生存居住 的新环境,那极有可能发现,宇宙中除人类之外的其他 智慧生物 ,和外星文明的交流也不再只是人类的遐想。既然真空物质意味着宇宙中可能存在能量体,能量体则可能关系到生命体的存在。试问这些随探测器飞行距离越来越远,呈现倍数增长的真空物质从何而来 呢?科学家们说法不一。
外星人构想图真空物质来自何方
当 旅行者2号 飞行距离达到 185亿公里 时,通过一种等离子检测器 发现附近的真空物质密度比原来增加了0.12个电子/立方厘米,科学家为解释这一现象给出了不同的观点。
一部分科学家认为,旅行者号来到了 太阳至奥特尔云团的中间部位 。 奥特尔云 被认为是一个包围着太阳系的球型云团,奥特尔云团包裹太阳系的部分,在过去还未被发现时,被定义为非太阳系的范畴。事实上这个包裹太阳系的星云团,也属于太阳系 ,而且奥特尔云存在数以万亿计的小天体,拥有超过地球5-100倍的质量,它远远超过了太阳风吹出的日球层。
奥尔特云在太阳系中的位置关系
正是因为它 体积和质量 的庞大,使奥特尔云的密度 大于普通的太空环境,所以导致了旅行者号在逐渐趋近奥特尔云的过程中,检测到比正常情况密度更大的真空物质。
还有一种说法认为,这些真空物质是被 星际风 吹来的,因为刚好降落到日光层顶部,受到阻力而减缓运动,在这里稍作停留 。如果旅行者号继续行驶更远的距离,会发现真空物质的密度会达到正常水平。
日球层顶,也称为太阳风层顶
尽管真空物质的 密度增大 可能意味着旅行者探测器将迎来 意外的收获 。不过太空航行存在的 未知因素 很多,不能因为其中一个数据的波动就 妄加推断 。旅行者探测器1号和2号都携带了 刻有人类文明物质的 "金色唱片" ,其实也寄希望于太空航行有机会发现外星文明,我们只能希望有奇迹发生。
一张名片为"地球之音"的铜质镀金激光唱片真空物质的不利影响
真空物质 越来越多,对 行星探测器 来说并不是一件 好事 ,甚至会产生 不利的影响 。首先,真空物质的增多会让探测器的飞行遇到 更大的阻力 。就比如在地球,飞机起飞会受到向下的重力和空气的阻力,这些真空物质,就好比如太空中的"空气阻力" 。
真空物质指的就是这些星际介质
真空物质会随着探测器 航行速度的提高 ,使其面临 更大的阻力 。此外,真空物质是一种 自带能量 的物质,它由质子、离子构成,如果越来越多的真空物质聚集在一起,对探测器会造成严重的破坏。
这种破坏体现在 机体 上的破坏,比如"电磁脉冲"对通讯设备的破坏,会造成短路,设备故障。相比"电磁脉冲"造成的失灵短路问题,真空物质对探测器机体的破坏要严重得多,一旦探测器失控,便成了流浪的太空垃圾 。
成为"太空垃圾"
所以在太空探索中,探测器对突然增大的真空物质密度是 非常敏感 的。尽管地面人员不可能为了避免 过高的真空物质密度 改变航线,但在不久的将来,科学家应该有办法为真空物质建造一件 "防护服" ,确保机器不会因为 密度过大 而损坏。 旅行者号们
旅行者号探测器对 人类探索宇宙 的意义是巨大的,它是人类向宇宙星辰派出的 使者 ,怀揣着人类的梦想和勇气 。
致敬人类对未知的探索
未来还会有更多的 "旅行者号们" ,进入 太空遨游 的队伍,它们的目标是 星辰大海 。
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