“旅行者1号”到底有没有飞出太阳系?

前些天,有不少媒体报道,说1977年发射的星际探测器“旅行者1号”已经驶离了太阳系。这无疑是一个振奋人心的好消息——如果说地球是人类的摇篮的话,那么太阳系无疑就是人类的“庭院”——走出太阳系,就意味着人类终于走出了自家的院门,虽然这只是一个无人驾驶的探测器,那也是人类向“院门之外”投出的第一块“问路之石”,其历史意义是无论怎么估计都不过分的。

然而,本月22日,美国航天局(NASA)却否认了这种看法,称此结论下得“草率,不实”。那么,已经在太空中遨游了35年之久的“旅行者”到底有没有飞出太阳系呢?这个问题的关键在于:如何定义太阳系的边界?或者说得更直白一点,太阳系到底有多大?

为了便于说明问题,最好先熟悉一个长度单位,叫做“天文单位”——它就是地球与太阳的平均距离(准确地说,是地球绕太阳运转的椭圆轨道长轴的一半)。一个天文单位,相当于149597871公里,约略地可以算做是1亿5千万公里,这是专业的天文学工作者最常用到的一个长度单位。另一个常用的长度单位就是“光年”了,即光在真空中传播一年所走的距离,它太长,一般用于研究恒星际空间,而在研究有关太阳系的问题时,都用天文单位(简写为AU)。

既然把地球与太阳之间的距离定义为一个天文单位,那么,其他一些具有重要意义的距离,便都可以用天文单位来描写,从中我们也可以感觉出太阳系有多大、结构是怎样的一种“内紧外松”——

水星距太阳——0.39 金星距太阳——0.73

地球距太阳——1.00 火星距太阳——1.52

木星距太阳——5.20 土星距太阳——9.58

天王星距太阳——19.23 海王星距太阳——30.10

冥王星距太阳——39.5(有上下9.8AU的浮动,因为它的轨道比另外8大行星要扁)

再往外,有意思的事情就更多了,虽然大多带有理论推测的性质,但可靠性相当高。比如柯伊伯带,它大约开始于35AU处,结束于50-55AU处,这一圈宽阔的带状区域内存在着许多“冰疙瘩”,它们是短周期彗星的“老窝”,像著名的哈雷彗星就属于短周期彗星,尽管它的周期长达76年,但还是短的。在96.7AU处,有一颗极不起眼的矮行星叫做阋神星,它在距离太阳145亿公里之外的黑暗寒冷世界中缓慢而忠诚地绕着太阳运行。它是目前太阳系中除去长周期彗星和“旅行者”探测器以外,最靠边缘的天体。在100AU处,这片区域叫做日鞘(heliosheath),顾名思义,这里被视为是太阳的“外缘”,它在物理上有一种比较真实的意义——太阳所散发出来的那些带电粒子(太阳风)到了这里基本上没什么威力了。

那么,“旅行者1号”目前在哪里呢?2010年2月,它与太阳的距离是119AU,它每年大约要往外走3.5个AU,如此推算,它目前距离太阳怎么也有120-126个AU了,也就是180-190亿公里之遥!这已经肯定处于“日鞘”之外了,所谓“走出太阳系”的说法,就源自将“日鞘”当成了太阳系的边缘。确实,从“旅行者”发回的信息来分析,到了这里,来自太阳的带电粒子已经基本绝迹,这种看法也有一定根据。

然而,这里并不能算是太阳系的边缘!其一,天体物理学家们更看重太阳磁场的影响,在目前这个地方,太阳的磁场并没有太明显的变化;其二,就是神秘的“奥尔特云”还在遥远处等着呢!

奥尔特云,一个巨大的球状空间,大约开始于3000AU处,结束于100000AU处,其间也稀疏地散布着一些“冰疙瘩”,这是长周期彗星的“老家”。它的外缘距太阳有1.6光年,而太阳的引力可能影响到的最大距离还要再远出一倍多(这个范围也有个名字,叫希尔/洛西球)。到了这里,距离太阳最近的恒星——半人马座比邻星(4.2光年)就不算太远了。

由此可见,即使把奥尔特云的外缘当成太阳系的边缘,也有15万亿公里。目前走出了180多亿公里的“旅行者”,实在只能算是“万里长征走完了第一步”,怪不得美国航天局要否认。

还是美国航天局去年12月发表的声明说得比较实在:“旅行者1号”进入了太阳系外层区域,这一区域仍位于太阳系内部,但外部与星际空间相连。


天津网 韩晓波





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