旅行者号兩姐妹飛行了40餘年,先後進入了星際空間。
然而,在這之前,它們需要突破一道“火牆”,這道“火牆”的溫度在49427℃,這面牆是狹義上的太陽系邊界。
太陽系的天體們
旅行者2号想要徹底離開太陽系,困難重重,這面“火牆”還不是終極阻攔。
在它之外,還有一直沒有被确定的奧爾特星雲。它究竟是人類失敗的假設,還是确有其物,隻有等旅行者号到了那裡才能知道。
然而,旅行者号的電量能夠支撐到那天嗎?
奧爾特星雲的位置
太陽系的“火牆”旅行者2号是旅行者1号的姐妹,雖然是2号,但是它比1号早一步發射。
因為中途改道去探索天王星和海王星,所以它比旅行者1号晚一步進入星際空間。
進入星際空間的标志,就是穿越了太陽層頂,又稱日球層頂。
這裡是太陽風能夠達到的最遠邊界,也是太陽相關粒子能夠去往的極限。
穿越日球層頂
太陽雖然是整個太陽系質量最大的天體,占據了整個恒星系總質量的99.99%,但是組成它的主要成分卻是宇宙最小的兩種原子氫和氦。
太陽的表面如同一個巨大的核聚變反應堆,在這過程中,會輻射出高能粒子,以200-800千米/秒的速度飛向太陽外。
然而,受制于太陽的引力,它們最遠隻能到達120個天文單位遠的地方,形成了大約7500萬千米厚的一面“牆”。
這面牆對于太陽系說是一個保護障,它會阻擋太陽系之外的宇宙射線進入,保證了絕大部分太陽系天體的安全。
“火牆”示意圖
可是對于想要飛出太陽系的旅行者号兩姐妹來說,這是一個堵“火牆”。
因為牆是由高能粒子組成,本身就具有很高的溫度,加上旅行者2号在穿越的過程中與其發生摩擦,最終産生的溫度高達49427℃。
這個溫度超過了地球核心的4000℃,甚至超過了太陽表面的6000℃。
旅行者2号在“脫了一層皮”後,于2018年完成穿越,正式進入星際空間。
接下來等待旅行者号的,又将是什麼呢?
太陽系八大行星外加柯伊伯帶
奧爾特星雲人類對于太陽系邊界的認識,一直都在刷新。
最初,人們認為海王星就是太陽系的最外層,然後冥王星被發現了。
然後,人們以為冥王星是太陽系的邊界時,冥王星被降級,逐出行星成為矮行星,并且它所在的位置叫做柯伊伯帶。
人們在發現柯伊伯帶之後,找到了它最外面的“天涯海角”,并認為這是太陽系最遠的天體。
之後,旅行者1号和2号先後在飛越柯伊伯帶之後遭遇“火牆”,這表明柯伊伯帶并不是太陽系的最外層。
柯伊伯帶的位置
在太陽系中,有一種天體的來曆一直是迷,那就是彗星。人類的探測器已經先後光臨了小行星帶、柯伊伯帶,卻并沒有發現彗星的起源地。
根據質量守恒定律,它不可能是憑空出現在太陽系内,這說明在距離太陽更遠的地方,還存在着另外的區域。
早在1950年,荷蘭天文學家奧爾特就曾假設,在太陽系的最外層籠罩着一片星雲,它是大約46億年前太陽系形成時期殘留下來的。
這裡的主要成分是氫氣、氦氣、塵埃以及彗星,這團星雲會受到太陽引力的作用,所以某種程度上它還算做太陽系的範圍。
彗星光臨地球
越來越多的天文學家們相信這團星雲存在,于是将其命名為奧爾特星雲。
并且還通過計算得出,奧爾特星雲距離太陽約50000~100000個天文單位,延展範圍有大約1光年。
那麼為什麼我們不能用天王望遠鏡觀測奧爾特衛星雲呢?
要知道人類發射的哈勃空間望遠鏡拍攝到了宇宙中各色各樣的星雲,比如老鷹星雲、創世之柱,怎麼它就拍不到奧爾特星雲?
人類找不到奧爾特星雲的原因在于,隻緣身在此雲中。
著名星雲創世之柱
因為星雲的密度非常小,主要的成分是氫、氦氣體以及少量其他原子,所以星雲很容易被宇宙中的其他光給掩蓋掉。
我們從太陽系向往觀察,奧爾特星雲會被太陽的光,以及太陽系以外的光幹擾,導緻天文學家無法斷定那是星雲還是塵埃。
想要判斷奧爾特星雲是否真的存在,那麼我們就需要旅行者号兩姐妹親自前往。
可問題是,兩位旅行者的電量還能支撐到奧爾特星雲嗎?
旅行者2号
即将耗盡的電池旅行者2号雖然排名老二,但是它卻比自己的姐妹旅行者1号早發射,原本它應該是第一個進入星際空間的探測器,但是因為中途改道去觀測天王星和海王星,導緻它的旅行腳步晚于1号。
不過旅行者2号中途的改道收獲頗多,人類第一次近距離獲得了天王星和海王星的數據,并且還發現了兩者的很多衛星。
同時,這也耗費了旅行者2号寶貴的能量,從2010年開始,旅行者2号就在逐步關閉自己的部分功能,并在2020年以後不再傳回信息。
NASA預計,旅行者2号将在2025年徹底耗盡電量。
旅行者号将在2025年後徹底消耗完電
它的姐妹旅行者1号的情況也差不多,因為略過了探索天王星和海王星的步驟,讓它的電量稍微更加充裕,于是它在64億公裡的地方,為地球拍攝過一張照片,就是那張著名的0.12像素的地球。
那是一張高清的漆黑宇宙,在64萬像素的照片上,地球僅僅隻是一個小點,共計0.12像素。我們所有人,就生活在這枚小點上。
不過旅行者1号的電量也會在2025年耗盡,如果在這之前兩姐妹沒能到達奧爾特星雲,就算之後到達,人類也無從知曉。
那麼人類能否能飛出太陽系?
在64億公裡外拍攝的地球
飛越太陽系NASA的工程師在設計旅行者1号和2号的時候,就相奔着飛躍太陽系設計的。
NASA利用了176年一遇的行星排布,先後利用木星、土星的強大引力作為彈弓,為兩位旅行者提速,最終達到了第三宇宙速度。
即便在2025年旅行者号系列耗盡電量,它們也能依靠慣性保持目前的方向和速度,繼續飛行。
按照天文學家計算出來的奧爾特星雲數據,旅行者号需要大約3到4萬年的時間,才能徹底飛出太陽系。
當然,不排除奧爾特星雲之外還有未知的邊界。
旅行者2号的引力彈弓
旅行者1号和2号還攜帶着黃金打造的金唱片和金名片,上面記錄了人類的語言、各種動物的叫聲、地球所在的位置、以及我們人類長什麼樣。
NASA的工程師希望在未來它們被外星文明發現,或許那個時候地球上已經沒有人類了,旅行者号作為漂流瓶,證明人類曾經來過。
金唱片和金名片可以在宇宙中保留10億年的時間。
旅行者金唱片
或許穿越太陽系對于旅行者号來說隻是時間的問題,對于人類來說,一代人的壽命無法見證旅行者号離開太陽系的壯舉。
人類的足迹僅僅隻到了月球,某種程度上,月球屬于地球的引力範圍内,因此人類還沒有徹底離開地球。
能源和壽命是人類目前無法克服的兩個難關,即便是人類科技最先進的核電池,最大的極限也是100年左右,飛躍太陽系完全不夠。
核電池原理
前蘇聯天文學家卡爾達舍夫曾提到,宇宙文明等級是有差距的,人類還沒有達到能夠在太陽系随便穿梭的程度。
人類需要實現二級文明才有能力飛躍太陽系。
理論物理學家加來道雄則預測,人類實現一級文明需要100到200年,實現二級文明需要1000到2000年的時間。
宇宙等級的提出者卡爾達舍夫
或許,就像旅行者1号和2号離開太陽系隻是時間問題一樣,人類離開太陽系也隻是時間問題。
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