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82億公裏外,星際飛船傳回意外發現,太陽系邊緣認知將被重塑

2024-03-30科學

盡管先鋒10號和先鋒11號探測器數十年前就已經發射,它們目前已經與地球失去了聯系,它們的具體位置已成未知。然而,旅行者1號和旅行者2號仍舊能夠向地球發送訊號。這兩個探測器已經勇敢地穿越進了星際空間,成為人類探測史上飛得最遠的探測器。但是,由於它們剩余的能源不多,預計它們也將很快與我們失去聯系。

在這四個探測器之外,還有一艘正在向星際空間前進的探測器——新視野號。與之前的探測器相比,新視野號的狀況更佳,預計它將能夠持續工作更長時間,為我們揭示更多宇宙深處的秘密,有時其返回的數據甚至能夠顛覆我們對宇宙的現有認識。

新視野號探測器於2006年1月9日發射,它的主要使命是接近並飛越冥王星,對其進行詳細的觀察。這標誌著人類第一次近距離接觸冥王星,盡管我們透過望遠鏡或其他遙遠的探測手段已對其有所了解,但直接觀測的資訊非常有限。

新視野號在多個方面重新整理了人類的記錄,例如它是迄今為止以最高發射速度發射的星際探測器,速度高達5.8萬千米/小時(即大約16.26千米每秒),幾乎接近地球的第三宇宙速度。借助木星的重力加速,新視野號的速度一度達到了21.219公裏每秒。

得益於其高速飛行,新視野號用較短的時間飛抵冥王星附近,在2015年7月14日,經過近9年半的旅程,終於抵達冥王星,屆時飛行距離已經超過了50億公裏,比其他探測器到達該地點所需的時間要短得多。

在完成冥王星的近距離觀察後,新視野號繼續深入宇宙空間,NASA最近公布了該探測器的一個新發現。

根據發表在【天體物理學雜誌通訊】上的一項研究,新視野號在從太陽45天文單位(大約67.5億公裏)飛行到55天文單位(大約82.5億公裏)的過程中,觀察到太陽系外圍——古柏帶內有數不清的冰冷巖石小天體,顯示太陽系的邊緣可能比預想的更為廣闊。

特別是當新視野號快速透過古柏帶時,其搭載的維尼蒂亞-伯尼學生塵埃計數器(SDC)檢測到的塵埃數量超出了預期。這些塵埃被認為是古柏帶中較大天體相互碰撞後留下的微小冰凍碎片。

科學家原本的模型預測,古柏帶小天體和塵埃的密度在距離古柏帶約10億英裏(約16億公裏)時就會開始減少,但新視野號返回的數據顯示,古柏帶的實際範圍可能比先前預計的50個天文單位(約75億公裏)延伸至80個天文單位(約120億公裏),甚至更遠,意味著在已知的古柏帶之外,可能還存在著一個未探索的「新古柏帶」。

目前,新視野號仍在正常工作中,有充足的能量維持其運作至本世紀40年代。屆時,它將到達距離地球100個天文單位的深空區域,可能會向我們揭示更多未知的宇宙奧秘,進一步改變我們對宇宙的看法。

考慮到新視野號傳回的數據,古柏帶的實際範圍可能遠超先前的估計,在古柏帶之外還有一個更廣闊的奧爾特雲區域,這是人類尚未觸及的領域。普遍認為太陽系的直徑可達1光年,但實際的邊界可能更遠。這可能意味著,人類離開太陽系的夢想將面臨巨大挑戰。

目前,已知飛行最遠的星際探測器旅行者1號,盡管飛行了四十多年,但距離地球僅約240億公裏。按照其當前的速度和方向,旅行者1號需要數萬年才能真正離開太陽系進入下一個星系。

對於這些探測器而言,即使在宇宙中飄蕩數萬年、數十萬年或數百萬年,也不過是成為不再運作的廢舊航天器。然而,對人類而言,這樣漫長的飛行時間是不可接受的,考慮到人類有限的壽命和長時間無重力環境下的生存問題,我們甚至還未能輕易登陸火星,更不用說離開太陽系了。