旅行者一号和二号探测器在日球层外的位置（图片来源：NASA）
天文学家们发布了来自旅行者2号的第一个探测结果，它于2018年末进入星际空间，其姊妹探测器旅行者1号首次穿越星际空间的时间2012年，二者带来了差异显著的信息。数据表明尽管旅行者1号的飞离相当“混乱”，但旅行者2号进入星际空间的过程未受到很大的干扰，因为它在进入银河系的旅程中已脱离太阳风层的影响。
科学家们利用来自旅行者2号的等离子体科学实验数据确认了旅行者2号在2018年11月5日已进入星际空间，早前旅行者1号进入星际空间时未曾使用等离子体科学仪器。旅行者2号记录到 “太阳风”粒子骤减，同时，宇宙射线的数量和星际磁场强度相应增加。将这些数据综合起来，便可知探测器已经越过了太阳影响的边界，即太阳风层顶 —— 而这也被粗略定义为星际旅程的起始点。剑指远日行星的旅行者1号和2号都发射于1977年，先后相隔数周，迄今为止，它们是唯一到达星际空间的人造机器。
在《自然·天文学》杂志发表的一系列论文中，五个独立的科学家小组对比分析了旅行者1号和2号的数据。尽管旅行者1号在离开太阳风层后耗时28天才穿越了太阳风层顶，但旅行者2号只用了不到一天的时间。旅行者探测项目科学家、其中一篇论文的第一作者Ed Stone说“在旅行者1号离开太阳风层之前，我们就曾与外界有过两次短暂的连接。但旅行者2号的情况则完全相反 —— 我们身处星际空间，但却能持续地观测到来自内部的粒子泄露。”
两艘探测器进入星际空间时离太阳的距离十分相近 —— 旅行者1号是121.6AU ，2号是119AU （ AU是天文单位，描述地球到太阳的距离，1AU≈ 1.5*10^8km ）。但旅行者1号在穿过一个所谓停滞带（8.6AU）时表现得很特别，探测器周围的等离子体运动几乎降为零（即使探测器没有正在运作的等离子体仪器，但科学家们能通过其他仪器得出这一结论）。另一篇论文的第一作者、麻省理工大学的John Richardson说道，“本质上，等离子体只是静止在原地。”
通过对比发现，旅行者2号并没有进入一个等离子体的停滞区域，相反，它穿过了一个所谓的过度区域，在这里，来自太阳的等离子体流动开始在强度和方向上发生变化，接着是一个宇宙射线数量增加的“边界层”，最后探测器彻底地突破了太阳风层。南非西北大学的Du Toit Strauss说，“旅行者1号看起来更加混乱，旅行者2号的穿越则似乎更为简单，当下我们无法解释这一现象。也许是因为太阳活动处在11年运动周期的减弱阶段，而旅行者2号穿越时太阳风层顶正向内移动。”
约翰霍普金斯大学的Stamatios Krimigis及其同事在论文中表示，即使两艘探测器彼此相距165AU,但在太阳活动水平显著不同的情况下，两艘探测器在穿越时却有着相似的距离，这一事实值得关注。总体结论对太阳风层的可能结构提出了一些有趣的问题 —— 由于太阳在银河系里运动时尾部会留下延伸状痕迹，所以对于它是球形气团还是类似彗星存在着一些争议。Strauss说，“它看起来更像是介于两者的中间状态，我们不知道太阳风层的具体形状，这很令人沮丧。”
旅行者1号和2号都是在这颗彗星的所谓“头部”处进入星际空间，所以这就需要在另一个方向上执行一项任务，弄清是否真的存在着尾部。科学家们一直在探讨发射一个新的星际探测器的可能性，尽管这样的任务很可能在2030年后才能实现。在那之前，人类的这两位勇敢的星际旅行者号将继续探索并定义我们的认知。由于这些探测器还有可能工作数十年，科学家们期待着尽可能多地探索星际空间。
作者简介：Jonathan O'Callaghan ，一名自由记者，报道商业化太空飞行、太空探索、天体物理学和广发的科学领域的知识。
翻译：蔡金哲
审校：孙雨漠
引进来源：科学美国人
本文来自：环球科学
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