歷時 41 年,航海家二號脫離太陽圈進入星際空間

航海家一號與二號皆已離開太陽圈的範圍(圖:JPL-Caltech and NASA)

航海家二號(Voyager 2)與航海家一號(Voyager 1)同於 1977 年發射,航海家一號已於 2012 年確定離開太陽圈(Heliosphere)進入了星際空間。經過六年後,航海家二號也正式跟隨其腳步離開太陽圈。

參與航海家計畫的科學家,密西根大學(University of Michigan)卡斯伯教授(Justin Kasper)表示:「這代表我們的文明已進步到有能力探索星際空間的領域了。」

電漿光譜儀

航海家二號上的電漿光譜儀(Plasma Spectrometer)用於檢測太陽風產生的粒子,而該儀器在上個月感測到太陽風粒子的強度突降至零,與此同時也感測到宇宙射線(galactic cosmic-ray)的強度大幅度提升。因此科學家確信航海家二號已正式離開太陽圈的領域,進入到日球層頂(heliopause)。在此區域中,太陽風的強度受外來的宇宙射線影響而大幅減弱,雖仍在太陽系的範圍內,但已不再受太陽風影響,主要受銀河系(Milky Way Galaxy)的粒子影響。

太陽圈的範圍

太陽圈指的是太陽所能支配或控制的太空區域。過去天文學家認為太陽風的影響範圍約僅到火星,但隨著航海家一號與二號的航程不斷延展,太陽圈的實際範圍才首次正式被量測。目前航海家二號已航行了約 120 AU(每 AU 為太陽至地球的距離),約為 180 億公里。但此距離仍比航海家一號少了 1 AU,顯示太陽圈的範圍受銀河系的磁場影響,並非完整的球型,而是呈現不規則且非對稱的形狀。

此外,太陽每 11 年的活動週期可能也與太陽圈的範圍影響關係甚大。當太陽風的強度達到巔峰時,太陽圈的範圍可能會比現在更廣,甚至超過航海家二號的所在處。此現象有可能在未來幾年太陽活動週期再次達到高峰時觀測到,卡斯伯教授表示:「屆時航海家二號可能會『再次』進入星際空間。」事實上, 2007 年航海家二號越過太陽風速度大幅下降的終端震波(termination shock)時也曾發生過此現象,當時因為太陽活動的震盪,導致航海家二號「多次」通過終端震波。

探索星際空間

雖然航海家二號與一號皆進入了星際空間的領域內,但其方向大不相同。航海家一號目前朝向北方區域,而航海家二號則是進入南方區域,科學家認為此區域內的銀河系磁場將較弱,兩部探測器皆搭載磁力儀(magnetometer)及負責感測太陽風粒子與宇宙射線的粒子感測器(particle detectors),天文學家將能更加瞭解太陽圈的結構。

而航海家二號也多了一項利器,其電漿試驗儀目前仍正常運作中,因此能感測帶電粒子的溫度、密度及速度。但科學家預測,這兩部歷史悠久的探測器將在四至五年內失去運作能力,能觀測的星際範圍已到了尾端。接下來,已在 2015 年首次探測冥王星(Pluto)的新視野號(New Horizon)將接續其腳步,帶領人類探索更外圍的星際領域。

 

參考資料:

  1. O’Callaghan, J. (2018, December 10). Voyager 2 Spacecraft Enters Interstellar Space. ScientificAmerica
Kyle
編輯,臺灣科技大學材料科學與工程系學生,平日喜歡閱讀、騎車,衝浪。

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