随着时间推移,美国太空总署(NASA)新视野号探测器飞越冥王星系统后,现在已逐渐接近太阳系边境,NASA 团队最近报告探测器捕捉到一种紫外光,很可能就是来自边境巨大氢墙的散射作用,与 30 年前航海家 1 号探测器的遭遇相匹配。
目前天文学界认为,太阳系的边境是日球层顶(heliopause),此处为太阳风终止吹拂之处,也是从太阳系进入星际空间的起点,边界与太阳的距离是地球与太阳距离的百倍以上。
太阳风是太阳向外喷出的带电粒子流,从宇宙放眼看向太阳系的话,太阳风就好比在星际物质中形成一个“大气泡”,称为日球层(或太阳圈),而这个大气泡的最外边界就是“日球层顶”,为太阳风与星际物质压力达到平衡的位置。
由于星际空间不带电的氢原子在与太阳风粒子碰撞时应该减速,因此天文学家相信日球层顶边界会堆积出一道巨大“氢墙”,以独特方式散射来自外太空的紫外光,最早看过这种紫外光散射迹象的探测器是航海家 1 号与航海家 2 号。
▲日球层顶与太阳距离约 100AU。(Source:See page for author [Public domain], via Wikimedia Commons)
鼎鼎大名的航海家 1 号(Voyager 1)是目前距离地球最远、也是第一个冲出太阳系进入星际空间的人造飞行器,途中借助几次行星引力加速,使其飞行速度比现有任何一个飞行器都还要快些。
30 年前,航海家 1 号与航海家 2 号都曾回报看见天文学家长期寻找的“氢墙”,但由于之后便与地球失去联系,天文学家无从获取更多数据验证;新视野号(New Horizons)身上携带的仪器比航海家家族要厉害灵敏许多,现在它也回报了可能碰到氢墙的线索。
新视野号为 NASA 旨在探索冥王星和古柏带的太空飞行器,2006 年 1 月 19 日发射,2015 年 7 月 14 日飞越冥王星系统开始进入古柏带,是有史以来以最快发射速度离开地球的人造飞行器。最后关闭引擎时,相对于地球的速度是秒速 16.26 公里(时速 58,536 公里)。
2007~2017 年期间,新视野号 7 度扫描太空紫外线欲寻找氢墙,收集到的数据支持航海家 1 号的观测。不过 NASA 团队也提出另一可能性,即紫外线可能来自银河系更深处。要确认紫外光究竟来自氢墙散射还是太阳系之外,科学家必须多等一段时日,让新视野号收集更多数据。
接下来,新视野号每年将扫描太空紫外线 2 次,NASA 团队希望探测器可再运作 15~20 年,好让天文学家确认:如果紫外光接下来一直都没有“褪色”,那便代表光源可能来自更远的太空深处,而不是氢墙散射作用。
假如数据能区分氢墙所在,将有助于我们弄清楚太阳系边界的形状与变化,令人兴奋。新论文发表在《地球物理研究快报》。
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(首图来源:NASA)