哈勃绘制旅行者飞船长途跋涉的路线图

[ 录入者:gohomeman1 | 时间:2017-01-09 21:55:17 | 作者:gohomeman1 译 | 来源:哈勃官网 | 浏览:1551次 ]

原文标题:Hubble Provides Interstellar Road Map for Voyagers' Galactic Trek

原文作者:Seth Redfield;Donna Weaver,Ray Villard

来自:哈勃官网; 发表时间:2017.1.6

翻译:gohomeman1  审校:数星星的猫(编译版权所有,未经许可请勿转载)

2017.1.6:1977年,美国的旅行者1#和2#探测器开始了它们的先驱之旅,横越太阳系访问外围的巨行星。现在,这两个飞船正在太阳系外我们从未勘测过的区域疾驰,沿途测量星际介质——含有早已死亡很久恒星的碎片微粒的神秘恒星际环境。美国宇航局(NASA)和欧洲空间局(ESA)合作的哈勃太空望远镜,正通过观测它们穿过太空区域的星际物质,绘制其路线图。

旅行者飞船飞出太阳系的示意图。大图:6.9MB,版权:NASA、ESA;下同。

即使两艘旅行者探测器(Voyager spacecraft)耗尽核能电池、不能再发回新数据(大约十年后),天文学家还能通过测量这2个沉默的飞行器(沿途轨迹)而探知其周围环境。

对哈勃观测数据的初步分析揭示出丰富而复杂的星际生态环境,包括带有各种元素的多类型氢云。哈勃的观测数据与旅行者的数据相结合,还为我们提供了分析太阳系所穿行的星际环境的新视角。

研究团队领队、美国康乃狄克州卫斯理大学中部镇区(Middletown)分校赛斯·雷菲尔德(Seth Redfield)解说:“这是一个极好的机会,让我们将旅行者飞船本身测量数据与哈勃观测数据相比较。旅行者飞船以大约17km/s的速度犁过太空,取样其所经过的微小区域。但是我们不清楚这些区域在星际空间中是典型的还是罕见的。哈勃数据就具有相对广阔的视野——它看到的是视线方向的长长空间,为我们提供了旅行者飞船穿过区域的空间环境数据。”

天文学家希望哈勃的观测能帮助我们探测本地星际环境的物理性质。哈勃团队成员、同属卫斯理(Wesleyan)大学的茱莉娅·扎卡里(Julia Zachary)继续解释:“让我们预期,这些哈勃数据与旅行者飞船的本身观测数据相结合,将提供对本地星际环境的空前描述。”

旅行者飞船的未来行程,大图:7.9MB

2017.1.6,美国天文学冬季大会在德克萨斯州葡萄藤市(Grapevine,美国有大量城镇的名称可以意译而不需音译,译注)举行,团队研究成果将在会上宣布。

1977年,美国宇航局发射了旅行者1号和2号探测飞船。两个飞船都探测了木星和土星,旅行者2号还造访了天王星、海王星。

旅行者飞船的先锋之旅现在正勘探太阳系的最外缘区域。其中旅行者1号已经冲入星际空间,这是恒星之间的区域,其中有气体、尘埃,以及来自已死亡恒星抛出的物质。 

旅行者1号距离地球已有21亿km(千米),它成为离我们最远的人造物体。大约4万年后——当然那时它早已停止运行、不能获取新数据,它将从鹿豹座的Gliese(格利泽)445#恒星旁1.6光年处掠过。它的孪生飞船旅行者2号,当前离地球约17亿km,将在4万年后从露丝(Ross)248#恒星旁1.7光年处飞过(如果人类社会能延续4万年后,我们届时早该散布到银河系各处,即使没有虫洞或曲速,最差也该达到光速的一半,译注)。

在接下去的十年中,旅行者飞船将继续测量沿途的星际物质、磁场和宇宙线(不得不佩服美国的科技领先程度和信号接收能力)。哈勃通过凝视两艘探测器向星际边疆的飞行,绘制该方向的星际环境结构,从而补充飞船的观测数据。两个方向都指向数光年外的邻近恒星。哈勃的空间望远镜成像摄谱仪(STIS)获取它们的星光,从中分析星际物质在光谱中留下的特征吸收线。

哈勃的观测发现,旅行者2号将在两、三千年后,冲出围绕太阳系的星际气体云(极度稀薄的云,译注)。根据哈勃数据,天文学家预计,它将在第二个星际云中耗费约9万年,然后进入第三个云。

分析分子云细微的哈勃光谱吸收数据,揭示该结构中存在各种化学元素。Redfield接着介绍:“这些吸收线的细微变化,意味着分子云要么形成于不同的途径,要么形成于不同的区域,然后合并在一起。”

对哈勃数据的初步分析还显示,太阳系可能正穿行于邻近的成块物质团中,这会影响“日球层顶”——由太阳风吹出的巨大等离子泡与周围星际介质相互作用的边疆,它远大于八大行星控制的可见太阳系范围。在日球层顶外,其他恒星产生、银河系磁场控制的粒子构成了银河系的星际环境;而哈勃和旅行者1号探测器,已经对星际环境进行初步探测。

Redfield总结道:“我们对恒星和星际环境的相互作用十分好奇,这种相互作用发生在许多恒星周围,而且它是一个动态过程。”

注:当太阳从相对稠密的物质云中穿过时,日球层顶会被压缩;当回到相对稀薄区域时,日球层顶会重新膨胀。压缩和膨胀实际上是外部恒星风与主恒星风的压强高低比较决定的。恒星风是恒星抛出的带电粒子流,随着离主恒星越来越远,主恒星风的密度总会降低到与周围的星际环境平均值接近,该区域就成为(主)恒星风顶。

译者注:哈勃官网新改版后,感觉与20年来的风格差距较大,原先的技术一面有所削弱,专业化的PDF报告也没了;图片则太大,我们的网站可能直接上传不了。顺便说一下,旅行者飞船的17km/s是相对于太阳而言的;相对于银河系的话,该速率还要叠加太阳系本身约250km/s的速度。

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