旅行者一二號(hào)已經(jīng)流浪多年，為的就是走出太陽系，探索未知。所以它們被命名為旅行者。

【資料圖】

用簡(jiǎn)單的例子來比喻的話，已飛行至不惑之年的旅行者2號(hào)探測(cè)器，和它的兄弟1號(hào)探測(cè)器，就像 兩只從北京一環(huán)線內(nèi)出發(fā)的螞蟻，它們爬呀爬，從一環(huán)線爬過二環(huán)三環(huán)線，想最終爬到香山頂上，一窺北京城全貌 。

在兩只螞蟻的認(rèn)知中，它們根本不知道爬到了哪里，也不知道沿途都經(jīng)過了什么。對(duì)于旅行者號(hào)探測(cè)器而言，一旦飛越太陽系，也就進(jìn)入了茫茫無邊的未知領(lǐng)域。

埃倫娜·普羅沃尼科娃，作為約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的研究員，也做過類似的比喻：要想看看自己房子的全貌，必須得到外面去。人類要想理解太陽圈究竟是什么樣子，同樣得走出太陽系才行。

200億公里的距離，在人類的認(rèn)知中，好比一只螞蟻從北京爬行到了廣州。但是對(duì)旅行者2號(hào)來說，離開地球46年飛出去的這段距離，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有進(jìn)入真正的星際空間。

如今，旅行者2號(hào)已飛到了太陽系和系外宇宙的邊界區(qū)域。它不但面臨著核電池能量即將耗盡，與家里快要失去聯(lián)絡(luò)的問題，而且太陽系內(nèi)真正的主人太陽，也用熾熱的“火墻”向其發(fā)出過最后的“警告”。

那么，旅行者2號(hào)是否能穿越“火墻”飛往宇宙深處？“火墻”的存在對(duì)人類究竟是限制還是保護(hù)？

“火墻”是太陽系與系外宇宙之間的活躍混沌帶

還是先以螞蟻為例，如果一只螞蟻爬行到一列停止的火車跟前，螞蟻看不到火車的全貌，或許也感知不到火車的存在，但在實(shí)際爬行過程中，它卻被這列火車確確實(shí)實(shí)的阻礙了。尤其是當(dāng)火車啟動(dòng)，如果此刻螞蟻正好爬行在火車表面，它肯定會(huì)被強(qiáng)勁的風(fēng)吹下去。

對(duì)人類來說，旅行者2號(hào)越靠近太陽系的邊緣地帶，所面臨的未知局面就跟那只螞蟻一模一樣。

太陽系邊緣區(qū)域的“火墻”，只是一個(gè)能讓大眾理解的簡(jiǎn)單說法，它包含了大量的天文學(xué)概念。

“火墻”就是天文學(xué)概念上的日球?qū)訁^(qū)域，日球?qū)右步刑柸Γ纸刑栵L(fēng)頂層。簡(jiǎn)單來說，它是太陽風(fēng)遇到星際介質(zhì)而停滯的地方。

太陽風(fēng)雖然被稱之為“風(fēng)”，但它是太陽表層大氣射出去的帶電粒子流，它以太陽為中心，360度無死角的形式向外發(fā)射，所以就像刮風(fēng)一樣。

日球?qū)诱f白了，就是太陽風(fēng)所能“刮”到的最遠(yuǎn)的區(qū)域?？雌饋?，這里似乎就是太陽系和系外宇宙的邊界。

但嚴(yán)格意義上來說，它并非是一個(gè)固定的邊界地帶。它是動(dòng)態(tài)的，是一個(gè)隨時(shí)會(huì)向外擴(kuò)張，亦或是向內(nèi)塌縮的混沌區(qū)域。之所以會(huì)這樣，是因?yàn)槊看翁栵L(fēng)的威力大小不同，“風(fēng)”刮到日球?qū)訁^(qū)域時(shí)，導(dǎo)致的結(jié)果自然也就不一樣了。

然而，不管是擴(kuò)張了還是塌陷了，人類都感知不到。因?yàn)橐匀祟惖母拍顏碚f，無論是面積還是厚度，太陽風(fēng)所到達(dá)的日球?qū)佣继罅恕?

2014年，旅行者1號(hào)和2號(hào)在行進(jìn)過程中，就被一場(chǎng)太陽風(fēng)暴所刮出去的“風(fēng)”追上了，兩個(gè)探測(cè)器都向地球傳回了這場(chǎng)太陽風(fēng)所形成的一系列數(shù)據(jù)。

風(fēng)暴一秒就行進(jìn)800公里；兩天時(shí)間行進(jìn)了1億5千萬公里；兩個(gè)月后，這股從太陽表層“刮”出去風(fēng)已行進(jìn)了45億公里，但此刻這股風(fēng)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有抵達(dá)到日球?qū)訁^(qū)域；直到6個(gè)月后，這場(chǎng)風(fēng)才終于“刮”到了距離太陽130多億公里的地方。

“風(fēng)力”所達(dá)極限之處，影響力亦逐漸降低，此刻來自外部的壓力漸漸增加，于是乎這場(chǎng)太陽風(fēng)所產(chǎn)生的日球?qū)?，就?30多億公里遠(yuǎn)的地方形成了。

在這期間，由于旅行者1號(hào)探測(cè)器于2012年就進(jìn)入了星際空間，因此這場(chǎng)太陽風(fēng)只有微弱的尾風(fēng)追上了它，旅行者2號(hào)在2015年底被太陽風(fēng)追上，經(jīng)歷了全部的過程。

探測(cè)器傳輸回來的數(shù)據(jù)顯示，此次形成的日球?qū)?，光是湍流邊界的厚度就有幾百萬公里，表面積更是達(dá)到了數(shù)十億平方公里。這片龐大的混沌區(qū)域，就是旅行者2號(hào)正在面臨著的“火墻”。

然而這道“火墻”，并非太陽圈的真正表面。霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室根據(jù)傳輸回來的數(shù)據(jù)估算，日球?qū)诱娴暮穸冗_(dá)到了一個(gè)天文單位，換算成常規(guī)距離為1.49億公里。

從宇宙和太陽的角度看，“刮”場(chǎng)風(fēng)形成的規(guī)模以及所用時(shí)間，似乎就是打個(gè)噴嚏須臾之間的事。然而將我們放置其中，對(duì)比下來是真正的滄海一粟。

小小的旅行者2號(hào)就置身“火墻”中，它就好比那只正趕上火車啟動(dòng)的螞蟻。在這一區(qū)域內(nèi)，活動(dòng)的射電輻射以及高能帶電粒子所形成的溫度，最高可接近5萬攝氏度，這比太陽表層5千多度的溫度還要高。

以人類的認(rèn)知看，在這樣的溫度下旅行者2號(hào)早就該被氣化了。不過由于這一區(qū)域內(nèi)的超熱等離子體密度不高，因此溫度并不是旅行者2號(hào)接下來面臨的威脅。

而且到2018年11月時(shí)，旅行者2號(hào)已進(jìn)入了一個(gè)全新的區(qū)域。它周圍來自太陽的低能粒子密度陡崖式下降，另一種高能次原子粒子增多，后者正是太陽系外的宇宙射線。

此刻，旅行者2號(hào)距離太陽大約為178億公里，這比我們距離太陽還要遠(yuǎn)上119倍。這意味著，經(jīng)過了41年的艱難跋涉，旅行者2號(hào)終于來到了太陽系的地帶。

再往前飛下去，它就要真正脫離由太陽風(fēng)形成的太陽氣泡的保護(hù)了。

“火墻”和氣泡之間的關(guān)系

日球?qū)邮翘栵L(fēng)所能觸及到的最遠(yuǎn)的混沌地帶，而隨著太陽風(fēng)不斷爆發(fā)，太陽系四周形成的混沌區(qū)域就逐漸連成了片，最終形成了一個(gè)類似氣泡的介質(zhì)。天文學(xué)領(lǐng)域，這個(gè)巨大無比的氣泡又被稱之為太陽圈。

此前旅行者1號(hào)由于提前關(guān)閉了一個(gè)感應(yīng)器，在穿越日球?qū)雍吞枤馀萜陂g，有部分?jǐn)?shù)據(jù)未能記錄。而且旅行者1號(hào)要比2號(hào)幸運(yùn)，它飛行的方向，并沒有遭遇新的太陽風(fēng)，所以周圍的區(qū)域相對(duì)穩(wěn)定。

對(duì)比之下，旅行者2號(hào)一路遭遇到的都是迅猛的太陽風(fēng)。由此一來，兩個(gè)探測(cè)器記錄下來的數(shù)據(jù)也就有了區(qū)別。

旅行者1號(hào)雖然沒有遭遇太陽風(fēng)，但太陽系外星際介質(zhì)的壓力，它在行進(jìn)過程中就不斷遭遇到了。旅行者2號(hào)則一路見證了，強(qiáng)大的太陽風(fēng)向外擴(kuò)張的態(tài)勢(shì)。

而兩者遇到的情況，其實(shí)就正是太陽氣泡的動(dòng)態(tài)活動(dòng)過程。太陽風(fēng)強(qiáng)勁的方向，氣泡由內(nèi)向外擴(kuò)張；而在太陽風(fēng)沒有吹到的相對(duì)靜止區(qū)域，由于外部星際介質(zhì)的持續(xù)壓力，氣泡是在緩慢的向內(nèi)塌縮的。

由于每場(chǎng)太陽風(fēng)的威力、方向等都不一樣，因此太陽氣泡的形態(tài)也在隨時(shí)發(fā)生變化。但不管發(fā)生怎么樣的變化，由于人類身處氣泡之內(nèi)，不但人類難以研究外面的星際空間，而且在內(nèi)部我們也無法確定氣泡的大小和形狀。

雖然旅行者1號(hào)和2號(hào)都已脫離太陽氣泡，到達(dá)了太陽系的邊緣地帶，可僅憑兩個(gè)探測(cè)器，想要探知整個(gè)太陽氣泡的規(guī)模和形態(tài)，這種難度堪比讓人類實(shí)現(xiàn)長生不老。

再者，兩個(gè)探測(cè)器飛行的方向不一樣，截止到2018年時(shí)，1號(hào)和2號(hào)探測(cè)器之間的距離已超過240億公里。在這種情況下，兩個(gè)探測(cè)器想搞清楚所在區(qū)域內(nèi)氣泡的差異都很難。

而且根據(jù)以往太陽風(fēng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，太陽風(fēng)雖然在影響著太陽氣泡的形狀和規(guī)模，但它的影響力卻超不過圈外施加的影響力。至少從人類目前觀察的角度看是如此。

綜合來看，日球?qū)右簿褪悄堑馈盎饓Α?，它是太陽風(fēng)直接“刮”出來的結(jié)果。而太陽氣泡則是太陽風(fēng)和星際介質(zhì)長期共同作用下，形成的一個(gè)圍繞太陽系的龐大區(qū)域邊界。

所以，“火墻”和太陽氣泡，“火墻”形成在前，它將“太陽之力”動(dòng)態(tài)作用于太陽系邊界；而太陽氣泡則是在星際介質(zhì)的反作用力下，與“火墻”相互碰撞擠壓，最終形成了一個(gè)混沌的邊界帶。

時(shí)至今日，科學(xué)界并沒有搞清楚，太陽氣泡這種現(xiàn)象是獨(dú)此一份，還是在其他星系中也存在。

而對(duì)渺小的人類來說，正是因?yàn)橛兴拇嬖?，我們才能免遭致命輻射的傷害?

太陽氣泡對(duì)人類的保護(hù)超過了限制

高能次原子粒子帶電，它的速度可超過光速，這就是宇宙射線的來源。從星系坍塌到恒星爆炸，再到其他災(zāi)難性的宇宙事故，都會(huì)形成宇宙射線。

如果沒有太陽風(fēng)，沒有太陽氣泡，這些宇宙射線將會(huì)無差別的噴射到地球上。直接暴露在輻射之下，試想人類還能生存嗎？

杰米·蘭金，第一個(gè)根據(jù)旅行者號(hào)傳送來的數(shù)據(jù)撰寫論文的科學(xué)家，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，超過九成的宇宙輻射都被太陽風(fēng)阻擋了。杰米認(rèn)為，要是沒有太陽風(fēng)的保護(hù)，人類是否存在都是未知數(shù)。所以，氣泡的存在對(duì)時(shí)下的人類來說，保護(hù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于限制。

畢竟人類太渺小了，渺小到旅行者1號(hào)雖然在2012年就已進(jìn)入了星際空間，可實(shí)際上距離它真正脫離太陽的勢(shì)力范圍還有很遠(yuǎn)。

最直接的例子是，假如一個(gè)人時(shí)下身處旅行者1號(hào)的位置，依然能用肉眼看到太陽光。再向外，那個(gè)由塵埃和冰組成的巨大球體云團(tuán)，也就是我們所知的奧爾特云，也在太陽的引力范圍內(nèi)。

根據(jù)目前旅行者1號(hào)飛行的速度，它要真正飛抵奧爾特云，換算成地球上的時(shí)間還需要300年。如果從這個(gè)角度去看，不管是旅行者1號(hào)還是2號(hào)，實(shí)質(zhì)上都飛不出太陽的勢(shì)力范圍。

但是從另一個(gè)角度看，地球上之所以能產(chǎn)生高等文明，不僅僅因?yàn)榄h(huán)境適宜，還在于人類從誕生的那一刻起，就擁有探索未知的勇氣。

旅行者號(hào)離開家已經(jīng)四十多年，它們的腳步并沒有停下。就像那兩只螞蟻，雖然會(huì)死，但爬上香山頂?shù)男拍?，卻會(huì)在族群中延續(xù)下去。探索宇宙之奧秘，人類亦如此。

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