当前位置: 华文世界 > 科学

82亿公里外,星际飞船传回意外发现,太阳系边缘认知将被重塑

2024-03-30科学

尽管先驱者10号和先驱者11号探测器数十年前就已经发射,它们目前已经与地球失去了联系,它们的具体位置已成未知。然而,旅行者1号和旅行者2号仍旧能够向地球发送信号。这两个探测器已经勇敢地穿越进了星际空间,成为人类探测史上飞得最远的探测器。但是,由于它们剩余的能源不多,预计它们也将很快与我们失去联系。

在这四个探测器之外,还有一艘正在向星际空间前进的探测器——新视野号。与之前的探测器相比,新视野号的状况更佳,预计它将能够持续工作更长时间,为我们揭示更多宇宙深处的秘密,有时其返回的数据甚至能够颠覆我们对宇宙的现有认识。

新视野号探测器于2006年1月9日发射,它的主要使命是接近并飞越冥王星,对其进行详细的观察。这标志着人类第一次近距离接触冥王星,尽管我们通过望远镜或其他遥远的探测手段已对其有所了解,但直接观测的信息非常有限。

新视野号在多个方面刷新了人类的记录,例如它是迄今为止以最高发射速度发射的星际探测器,速度高达5.8万千米/小时(即大约16.26千米每秒),几乎接近地球的第三宇宙速度。借助木星的重力加速,新视野号的速度一度达到了21.219公里每秒。

得益于其高速飞行,新视野号用较短的时间飞抵冥王星附近,在2015年7月14日,经过近9年半的旅程,终于抵达冥王星,届时飞行距离已经超过了50亿公里,比其他探测器到达该地点所需的时间要短得多。

在完成冥王星的近距离观察后,新视野号继续深入宇宙空间,NASA最近公布了该探测器的一个新发现。

根据发表在【天体物理学杂志通讯】上的一项研究,新视野号在从太阳45天文单位(大约67.5亿公里)飞行到55天文单位(大约82.5亿公里)的过程中,观察到太阳系外围——柯伊伯带内有数不清的冰冷岩石小天体,显示太阳系的边缘可能比预想的更为广阔。

特别是当新视野号快速通过柯伊伯带时,其搭载的维尼蒂亚-伯尼学生尘埃计数器(SDC)检测到的尘埃数量超出了预期。这些尘埃被认为是柯伊伯带中较大天体相互碰撞后留下的微小冰冻碎片。

科学家原本的模型预测,柯伊伯带小天体和尘埃的密度在距离柯伊伯带约10亿英里(约16亿公里)时就会开始减少,但新视野号返回的数据显示,柯伊伯带的实际范围可能比先前预计的50个天文单位(约75亿公里)延伸至80个天文单位(约120亿公里),甚至更远,意味着在已知的柯伊伯带之外,可能还存在着一个未探索的「新柯伊伯带」。

目前,新视野号仍在正常工作中,有充足的能量维持其运作至本世纪40年代。届时,它将到达距离地球100个天文单位的深空区域,可能会向我们揭示更多未知的宇宙奥秘,进一步改变我们对宇宙的看法。

考虑到新视野号传回的数据,柯伊伯带的实际范围可能远超先前的估计,在柯伊伯带之外还有一个更广阔的奥尔特云区域,这是人类尚未触及的领域。普遍认为太阳系的直径可达1光年,但实际的边界可能更远。这可能意味着,人类离开太阳系的梦想将面临巨大挑战。

目前,已知飞行最远的星际探测器旅行者1号,尽管飞行了四十多年,但距离地球仅约240亿公里。按照其当前的速度和方向,旅行者1号需要数万年才能真正离开太阳系进入下一个星系。

对于这些探测器而言,即使在宇宙中飘荡数万年、数十万年或数百万年,也不过是成为不再运作的废旧航天器。然而,对人类而言,这样漫长的飞行时间是不可接受的,考虑到人类有限的寿命和长时间无重力环境下的生存问题,我们甚至还未能轻易登陆火星,更不用说离开太阳系了。