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"旅行者"到底走沒走出太陽系?

前些天,有不少媒體報道,說1977年發(fā)射的星際探測器“旅行者1號”已經(jīng)駛離了太陽系。這無疑是一個振奮人心的好消息——如果說地球是人類的搖籃的話,那么太陽系無疑就是人類的“庭院”——走出太陽系,就意味著人類終于走出了自家的院門,雖然這只是一個無人駕駛的探測器,那也是人類向“院門之外”投出的第一塊“問路之石”,其歷史意義是無論怎么估計都不過分的。

然而,本月22日,美國航天局(NASA)卻否認了這種看法,稱此結(jié)論下得“草率,不實”。那么,已經(jīng)在太空中遨游了35年之久的“旅行者”到底有沒有飛出太陽系呢?這個問題的關(guān)鍵在于:如何定義太陽系的邊界?或者說得更直白一點,太陽系到底有多大?

為了便于說明問題,最好先熟悉一個長度單位,叫做“天文單位”——它就是地球與太陽的平均距離(準確地說,是地球繞太陽運轉(zhuǎn)的橢圓軌道長軸的一半)。一個天文單位,相當于149597871公里,約略地可以算做是1億5千萬公里,這是專業(yè)的天文學(xué)工作者最常用到的一個長度單位。另一個常用的長度單位就是“光年”了,即光在真空中傳播一年所走的距離,它太長,一般用于研究恒星際空間,而在研究有關(guān)太陽系的問題時,都用天文單位(簡寫為AU)。

既然把地球與太陽之間的距離定義為一個天文單位,那么,其他一些具有重要意義的距離,便都可以用天文單位來描寫,從中我們也可以感覺出太陽系有多大、結(jié)構(gòu)是怎樣的一種“內(nèi)緊外松”——

水星距太陽——0.39 金星距太陽——0.73

地球距太陽——1.00 火星距太陽——1.52

木星距太陽——5.20 土星距太陽——9.58

天王星距太陽——19.23 海王星距太陽——30.10

冥王星距太陽——39.5(有上下9.8AU的浮動,因為它的軌道比另外8大行星要扁)

再往外,有意思的事情就更多了,雖然大多帶有理論推測的性質(zhì),但可靠性相當高。比如柯伊伯帶,它大約開始于35AU處,結(jié)束于50-55AU處,這一圈寬闊的帶狀區(qū)域內(nèi)存在著許多“冰疙瘩”,它們是短周期彗星的“老窩”,像著名的哈雷彗星就屬于短周期彗星,盡管它的周期長達76年,但還是短的。在96.7AU處,有一顆極不起眼的矮行星叫做鬩神星,它在距離太陽145億公里之外的黑暗寒冷世界中緩慢而忠誠地繞著太陽運行。它是目前太陽系中除去長周期彗星和“旅行者”探測器以外,最靠邊緣的天體。在100AU處,這片區(qū)域叫做日鞘(heliosheath),顧名思義,這里被視為是太陽的“外緣”,它在物理上有一種比較真實的意義——太陽所散發(fā)出來的那些帶電粒子(太陽風)到了這里基本上沒什么威力了。

那么,“旅行者1號”目前在哪里呢?2010年2月,它與太陽的距離是119AU,它每年大約要往外走3.5個AU,如此推算,它目前距離太陽怎么也有120-126個AU了,也就是180-190億公里之遙!這已經(jīng)肯定處于“日鞘”之外了,所謂“走出太陽系”的說法,就源自將“日鞘”當成了太陽系的邊緣。確實,從“旅行者”發(fā)回的信息來分析,到了這里,來自太陽的帶電粒子已經(jīng)基本絕跡,這種看法也有一定根據(jù)。

然而,這里并不能算是太陽系的邊緣!其一,天體物理學(xué)家們更看重太陽磁場的影響,在目前這個地方,太陽的磁場并沒有太明顯的變化;其二,就是神秘的“奧爾特云”還在遙遠處等著呢!

奧爾特云,一個巨大的球狀空間,大約開始于3000AU處,結(jié)束于100000AU處,其間也稀疏地散布著一些“冰疙瘩”,這是長周期彗星的“老家”。它的外緣距太陽有1.6光年,而太陽的引力可能影響到的最大距離還要再遠出一倍多(這個范圍也有個名字,叫希爾/洛西球)。到了這里,距離太陽最近的恒星——半人馬座比鄰星(4.2光年)就不算太遠了。

由此可見,即使把奧爾特云的外緣當成太陽系的邊緣,也有15萬億公里。目前走出了180多億公里的“旅行者”,實在只能算是“萬里長征走完了第一步”,怪不得美國航天局要否認。

還是美國航天局去年12月發(fā)表的聲明說得比較實在:“旅行者1號”進入了太陽系外層區(qū)域,這一區(qū)域仍位于太陽系內(nèi)部,但外部與星際空間相連。

責任編輯:鄭瑜校對:總編室最后修改:
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