旅行者2号阐明了距地球110亿英里的星际空间边界

该艺术家的概念表明，美国宇航局的旅行者号飞船之一进入星际空间或恒星之间的空间。数百万年前，巨型恒星的死亡喷射出的等离子体在该区域中占主导地位。较稀疏的等离子填充了我们太阳气泡内的环境。

一年前，即2018年11月5日，美国宇航局的旅行者2号成为历史上仅第二个离开日球层的航天器-太阳产生的粒子和磁场的保护性气泡。旅行者2号距离地球约110亿英里（180亿公里），远远超出了冥王星的轨道，进入星际空间或恒星之间的区域。如今，《自然天文学》杂志上发表了五篇新研究论文，描述了旅行者2号历史性穿越期间及此后科学家观察到的情况。

每篇论文都详细介绍了旅行者2的五种操作科学仪器之一的发现：磁场传感器，两种用于检测不同能量范围内高能粒子的仪器以及两种用于研究等离子体（由带电粒子组成的气体）的仪器。综上所述，这些发现有助于描绘出这条宇宙海岸线，在这里，我们的太阳所创造的环境结束了，广阔的星际空间海洋开始了。

从旅行者2号到地球大约需要16.5小时的时间。相比之下，从太阳传播的光大约需要八分钟才能到达地球。

太阳的日光层就像一艘在星际空间中航行的船。日光层和星际空间都充满了等离子体，等离子体中的某些原子被电子剥夺了。日光层内部的等离子体又热又稀疏，而星际空间中的等离子体则更冷，更致密。恒星之间的空间还包含宇宙射线或由恒星爆炸而加速的粒子。旅行者1号发现，日光层可以保护地球和其他行星免受70％以上的辐射的伤害。

该图显示了NASA旅行者1号和旅行者2号探测器在日球层外的位置，这是太阳产生的保护性气泡，其延伸范围已超过冥王星的轨道。现在，这两个旅行者都位于太阳系外，处于星际空间或恒星之间的空间。学分：NASA / JPL-加州理工学院

旅行者2号于去年离开太阳圈时，科学家宣布其两个高能粒子探测器注意到了巨大的变化：仪器检测到的日圆颗粒的数量暴跌，而宇宙射线（通常具有比日圆颗粒更高的能量）的比例急剧增加并保持较高水平。这些变化证实了探针已经进入了一个新的空间区域。

在旅行者1号于2012年到达太阳圈边缘之前，科学家们还不知道确切的边界距离太阳有多远。在持续重复的大约11年的太阳周期中，这两个探测器分别在不同的位置和不同的时间离开太阳圈，在此过程中，太阳经历了高强度和低强度的活动。科学家预计，随着太阳活动的变化，日光层的边缘（称为“更年期”）会移动，就像肺部随着呼吸而膨胀和收缩一样。这与以下事实相吻合：两个探针在距太阳不同距离处遇到了更年期。

现在，新论文证实了旅行者2号还没有处于不受干扰的星际空间中：像双胞胎旅行者1号一样，旅行者2号似乎位于太阳系外一个受干扰的过渡区域。

“旅行者号探测器向我们展示了我们的太阳如何与填充银河系恒星之间大部分空间的物质相互作用，”旅行者号项目科学家，加州理工学院物理学教授埃德·斯通（Ed Stone）说。“如果没有旅行者2号提供的新数据，我们将不知道旅行者1号所看到的是整个太阳圈的特征，还是只是特定于它穿过的位置和时间。”

推动血浆

正如科学家所期望的那样，两架旅行者号飞船现已证实，局部星际空间中的等离子体比太阳圈内部的等离子体密度更高。旅行者2号现在还测量了附近星际空间中的等离子体温度，并确认它比日圆内部的等离子体要冷。

该艺术家的概念显示了NASA的旅行者1号和旅行者2号航天器相对于日球层的位置，或者是由我们的太阳产生的粒子和磁场的保护性气泡。此图显示了更年期内外的血浆流线。太阳等离子体的方向与星际等离子体的方向不同。图像

在2012年，旅行者1号观测到在太阳圈外的血浆密度略高于预期，这表明血浆受到了一定程度的压缩。旅行者2号观测到，太阳圈外的血浆比预期的要暖一些，这也可能表明它正在被压缩。（外面的血浆仍然比里面的血浆冷。）旅行者2号还发现，在离开太阳圈之前，等离子体的密度略有增加，这表明等离子体被压缩在气泡的内边缘周围。但是科学家尚未完全了解是什么原因造成了双方的压力。

泄漏颗粒

如果说日光层就像一艘在星际空间中航行的船，那么船体似乎有些漏水。Voyager的一种粒子仪器显示，来自日球层内部的一小滴粒子正在滑过边界并进入星际空间。旅行者1号相对于气泡在太空中的运动而言，非常靠近日光层的“前部”。另一方面，旅行者2的位置更靠近侧面，并且该区域似乎比旅行者1所在的区域更加多孔。

磁场之谜

Voyager 2的磁场仪器进行的观察证实了Voyager 1的令人惊讶的结果：绝经后的区域中的磁场与日光层内部的磁场平行。对于Voyager 1，科学家只有这些磁场的一个样本，无法确定表观对准是整个外部区域的特征还是偶然的。斯通说，旅行者2号的磁力计观测结果证实了旅行者1号的发现，并表明这两个场是对齐的。

Voyager探测器于1977年发射升空，均由木星和土星飞行。旅行者2号改变了土星的航向，以便由天王星和海王星飞行，执行了有史以来这些行星的唯一近距离飞越。Voyager探测器完成了对行星的大巡游，并于1989年开始了星际飞行任务，到达了更年期。旅行者1号是两个探测器中速度最快的一个，目前距太阳超过136亿英里（220亿公里），而旅行者2号距离太阳113亿英里（182亿公里）。从旅行者2号到地球大约需要16.5小时的时间。相比之下，从太阳传播的光大约需要八分钟才能到达地球。

参考

爱德华·斯通·斯通，艾伦·卡明斯，科比·海基拉和南德·拉尔，“旅行者2号穿越星际空间后的宇宙射线测量”，自然天文学.DOI：
10.1038 / s41550-019-0928-3

LF Burlaga，NF Ness，DB Berdichevsky，J.Park，LK Jian，A.Szabo，EC Stone和JD Richardson撰写的“旅行者2号在更年期及其附近进行的磁场和粒子测量”，自然天文学。 DOI：
10.1038 / s41550-019-0920-y

D.A.Gurnett和W.S.Kurth于2019年11月4日在《自然天文学》上发表的文章《旅行者1号和2号等离子体波仪器在绝经后附近的等离子体密度》。
10.1038 / s41550-019-0918-5

John D. Richardson，John W. Belcher，Paula Garcia-Galindo和Leonard F. Burlaga的“对更年期和星际介质的旅行者2血浆观测”，自然天文学.DOI：
10.1038 / s41550-019-0929-2

Stamatios M. Krimigis，Robert B. Decker，Edmond C. Roelof，Matthew E. Hill，Carl O. Bostrom，Konstantinos Dialynas，George Gloeckler，Douglas C. Hamilton撰写的“在更年期及以后的旅行者2的高能带电粒子测量” ，爱德华·P·基思（Edward P.
10.1038 / s41550-019-0927-4