江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

旅行者号|飞了185亿公里，旅行者号发现真空中物质竟越来越密集，究竟怎么回事？

旅行者号|飞了185亿公里，旅行者号发现真空中物质竟越来越密集，究竟怎么回事？
本文图片

太空很空 ， 比地球上我们能够制造的真空还空得多 ， 但它并不是绝对的空 ， 总还是有一些粒子存在 ， 我们发射的探测器能够测出太空的物质密度 。
美国宇航局（NASA）上世纪70年代发射的两艘航天器旅行者1号和2号都已飞出了太阳系的日球层顶 ， 进入了星际空间 。 你想的可能是 ， 星际空间应该更空旷 ， 物质密度应该低于太阳系内部 ， 然而这两艘飞船最新发回的数据却让人大跌眼镜 ， 越往星际空间深处飞 ， 它们测得的物质密度反而越来越大 ， 这究竟是怎么回事呢？科学家们暂时还无法准确解释 。
旅行者号|飞了185亿公里，旅行者号发现真空中物质竟越来越密集，究竟怎么回事？
本文图片

旅行者1号和2号都是在1977年发射的 ， 经过35年和41年的长途跋涉后 ， 它们分别在2012年和2018年穿过了日球层顶——太阳风和星际介质交汇的地方 ， 正式进入了星际空间 。
在太阳系里 ， 太阳风的质子和电子密度平均为3-10个/立方厘米 ， 离太阳越远 ， 其密度就越低 。 而根据此前的计算 ， 银河系中星际介质的平均电子密度约为0.037个/立方厘米 ， 日球层顶以外的等离子体密度约为0.002个电子/立方厘米 。 可以作为对比的是 ， 一个50公斤的人 ， 身体里每立方厘米大约有200万亿亿个粒子 ， 人类制造的保温瓶 ， 所谓的真空里面仍然有1万亿到100万亿个粒子 。
旅行者号|飞了185亿公里，旅行者号发现真空中物质竟越来越密集，究竟怎么回事？
本文图片

【旅行者号|飞了185亿公里，旅行者号发现真空中物质竟越来越密集，究竟怎么回事？】两艘旅行者号飞船穿越日球层顶时 ， 其等离子体波科学仪器都探测到了等离子体的电子密度 ， 旅行者1号在183亿公里处探测到0.055个电子/立方厘米 ， 旅行者2号在179亿公里处探测到0.039个电子/立方厘米 ， 两者数值基本一致 。
但在星际空间中继续飞行了29亿公里后 ， 旅行者1号发来了令人吃惊的数据 ， 星际介质的密度增加到了0.13个电子/立方厘米；而旅行者2号仅仅多飞了6亿公里 ， 到达185亿公里处 ， 就发现介质密度增加到了0.12个电子/立方厘米 。
旅行者号|飞了185亿公里，旅行者号发现真空中物质竟越来越密集，究竟怎么回事？
本文图片

这究竟是怎么回事呢？科学家们百思不得其解 ， 虽然比起地球表面1立方厘米空气中就有10万亿个电子来 ， 这个密度似乎不足挂齿 ， 但在星际空间这却是一个非常重要的问题 ， 尤其是还不知道这是什么原因导致的情况下 。
研究人员认为一种可能性是 ， 当星际磁场线覆盖在日球层顶时 ， 磁场线会变得更强 ， 可能会形成一种电磁离子回旋不稳定性 ， 耗尽覆盖区域的等离子体 ， 而旅行者2号也确实在穿越日球层顶时探测到了比预期更强的磁场 。
旅行者号|飞了185亿公里，旅行者号发现真空中物质竟越来越密集，究竟怎么回事？
本文图片

另一种可能则是 ， 星际风吹来的物质在到达日球层顶时会减速 ， 从而导致某种交通堵塞 ， 这可能在新视野号上已经探测到了 ， 它在2018年捕捉到了日球层顶中中性氢积聚产生的微弱紫外线信号 。
科学家们认为 ， 也有可能是这两种机制都同时发挥了作用 ， 未来旅行者号传回更多的数据 ， 或许有助于搞清楚这个问题 。
是不是完全无法想象？我们自认真空的保温瓶 ， 粒子数竟然达到了每立方厘米上万亿颗；我们认为的完全真空 ， 银河系的星际空间 ， 每立方厘米仍然有0.1个粒子 ， 相当于我们身体大小的空间里 ， 就有数千个粒子；尤其不可思议的是 ， 人类四十多年前制造的探测器 ， 飞到如此遥远的地方竟然还能用 ， 还能探测出比保温瓶真空稀薄十万亿倍以上真空中的粒子数目 ， 科学家们还能从中发现细微的差别 ， 并努力寻找原因以彻底了解宇宙的奥秘 ， 人类文明的发展 ， 可能早就已经超出绝大多数人的认知视界以外了 。 如果我们不能伸长脖子努力眺望这个视界 ， 也许很快就会被科学淘汰 。
这项研究发表在8月25日《天体物理学杂志快报》上 。
参考：
The Astrophysical Journal Letters：Observations of a Radial Density Gradient in the Very Local Interstellar Medium by Voyager 2


    推荐阅读


    上一篇：小伙坚持10年陪乡村老人聊天拍照|小伙坚持10年陪乡村老人聊天拍照 你有多久，没好好陪老人说话？

    下一篇：骨质疏松|这一堆堆的白骨，居然活了