人类飞不出太阳系?216亿公里外,探测器“告知”令人沮丧的事实

前言

上个世纪后半叶,全球进入和平发展的时代。随着各国的发展,人类对天际的探索也逐渐从理论转向实际。这种探索的精神,并非仅是观察各个天体,还有对太阳系样貌的探索以及对地外生命的寻求。

1977年,美国宇航局发射了肩负上述任务的旅行者1号,利用它来探测木星与土星,而后根据弹弓原理使得旅行者1号朝更遥远的星际航行。

四十多年的时间过去,一个婴儿的孩子都足以长大,旅行者1号却还在继续进行它的任务,并且还能与地球保持联系。

但是,旅行者1号为我们带来的消息并不乐观,如今旅行者1号已经在离太阳系216亿公里外的地方,从中透露出的讯息却是旅行者1号仍在太阳系之中。

这一令人沮丧的事实,无疑在向我们“告知”一个不争的事实:人类飞不出太阳系。

太阳系

太阳是人类诞生必不可少的条件,更是地球生命不可或缺的因素。因此人类对太空的探索首先就将目光放在它与月球之上。

随着登月之旅的成功完成,人们对太阳系的探索也就更为积极。但是,太阳系的边界究竟在哪呢?

太阳系是以太阳为中心,包括八大行星以及其他矮行星、卫星和小行星的一个星系。该星系之中的天体都受太阳引力的约束。而从我们熟知的星系图也可以看到,太阳系中的八大行星都是绕着太阳做公转运动,仿佛一个同心圆一般。

但是,关于这个圆的半径究竟在哪,却有许多种说法。最初,人们认为最远的行星处便是太阳系的边界,若是按照这样的说法,太阳系的直径约为90亿千米,即60个天文单位。

不过,随着人类对太阳系的认知,柯伊伯带等观点又出现,使得太阳系的边界被大大拓远。

海王星

太阳系的边界

上个世纪,美国天文学家杰拉德·柯伊伯证实了十几年前由弗雷德里克·伦纳德提出的假设,即在太阳系的边缘位置,存在一个由冰物质所运行的带状区域。这一区域位于海王星的外侧,与小行星带极为相似,而被天文学家除名的冥王星便是柯伊伯带之中的一个矮行星。

因着柯伊伯带的出现,太阳系的半径由月30个天文单位延展到了55个天文单位。

不过,太阳系的边界并未在此止步。

此后,关于日球顶层的概念又再次出现。我们都知道太阳系中存在着太阳风,而太阳风又能在星际介质内吹出气泡,气泡之外则是使太阳风速度减弱的星际介质。日球顶层便是太阳风在星际介质最终能够到达的地方。日球顶层一般被认为是太阳系的边界,其距离为100天文单位。

2012年6月,美国航天局表示旅行者1号已经成功抵达太阳系边缘,就是以日球顶层的太阳风为依据。旅行者1号越是靠近太阳风的边缘,穿透探测器上所安置的过滤装置中的宇宙粒子就越多。而2012年的5月,根据传回地球的信息来看,装置上的宇宙粒子急剧增加,到了7月对的时候逐渐稳定,也即旅行者1号已经到达了日球顶层。

这意味旅行者一号成为人类第一个成功飞出太阳系的探测器。

但事实真是如此吗?

对于旅行者1号是否真正飞出探测器,许多科学家都持否定态度。北京天文馆馆长朱进听闻消息之后,立马就表示这一消息肯定是误传,旅行者1号还需要至少三万年的时间才能飞出太阳系。

其理由便是美国宇航局与天文学家的太阳系边界界定并不一致。

因为,在日球顶层之外,还有奥尔特云的概念。

爱沙尼亚天文学家恩斯特·朱利叶斯·奥皮克在1932年提出一个观点,他认为我们所见到的彗星来自于太阳系边缘的一个云层。虽然这一观点在十八年后便被荷兰天文学家奥尔特指出了矛盾之处,但奥尔特云作为一个假想的概念却逐渐被天文学家们所接受。

在天文学家们的猜想之中,奥尔特云是一个球体云团,包裹着整个太阳系。他们认为奥尔特云是50一年前形成太阳与行星的星云残留物质,因为恒星的引力以及行星的推力,使得奥尔特云逐渐游离余太阳系边缘,并将整个太阳系包裹起来。

因此,若是要远离太阳系,则必定要穿过奥尔特云,但其与太阳的距离却十分遥远,约为5万到10万个天文单位。

此时,即使旅行者1号已经穿过了日球顶层,那也不过是太阳与奥尔特云距离的千分之一路程。但是,旅行者号还能为我们带来太阳边界的讯息吗?显然不能。

旅行者1号即将与地球失联

从旅行者1号发射之初到如今,已经过去了四十多个年头,人们惊奇于它工作的时间长度,却也开始感叹他的未来。

旅行者1号以三块发电机作为动力来源,到达宇宙之后便借助行星利用弹弓理论的原理来实现穿梭太阳系的目标。但是,旅行者一号的功能在星际航行之中越发残缺。

从2007年开始,旅行者1号便因为电力有限使得其功能逐渐残缺,从停止等离子子系统运作到2020年的关闭科学仪器,旅行者一号越发不能为人类传递太空的信息。

美国宇航局表示,等到了2025年之后,旅行者1号便会因为缺少电力的供应彻底与地球失去联系。到时候,它将会成为飘荡在宇宙中的一艘“流浪探测器”。

对我们而言,旅行者1号仅有最多三年的时间可供观测,可每秒17千米的速度,在无垠的太空之中所飞行的距离又有多远呢?

尾声

人类能够飞出太阳系吗?若是以日球顶层为界,或许探索者1号做到了;若是以奥尔特云为界,旅行者号还差得远。

这还仅仅是探测器的成果。若是人类自身想要逃离太阳系,仅到日球顶层便需要四十年左右的时间,这对百年人生的我们而言,何其漫长?

事实上,现今我们都无法直观地观测到天阳边界,更何况飞出太阳系?浩瀚宇宙,漫长地球生命,人类在这些概念面前,便是如此渺小。

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页面更新:2024-03-15

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