旅行者1号真的飞出太阳系了吗?


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20个答案
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Steed专业级业余天文爱好者

2013-09-13 12:34

严格来说,今天NASA发布的消息是,旅行者1号已经离开日球层,进入星际介质,详情请见果壳网主题站文章:


    问题在于,驶入星际空间,并不等同于飞离太阳系。

    旅行者1号的研究者重点关注的是空间环境——用通俗的话来说,就是太阳吹出的高能粒子最远能够吹到哪里去。我们知道太阳除了发出光和热以外,还在不停地向外抛射高能粒子,这些粒子被形象地称为太阳风。如果星际空间真的是空无一物的真空,那么太阳风理论上讲应该会毫无阻碍地向外吹,一直吹到无穷远的地方。

    然而,星际空间并不是真空,而是充满着星际介质。由于这些介质的存在,再加上太阳相对于这些介质在银河系中运动,因此就好像你在大风天里往外吐出一口烟一样(吸烟有害健康喔~~),这些烟不会无限往外扩散,而是会受到风的影响,只有扩散有限的范围。在这里,烟就是太阳发出的高能粒子,而风则是星际介质。


    于是,太阳发出的高能粒子被局限在太阳周围一个不算很小但相当有限的范围内,这个区域就被称为日球层。现在,按照NASA的官方消息,旅行者1号终于飞出了这个气泡,进入了星际介质之中。

    那么,这算不算是离开了太阳系呢?这要看你如何定义太阳系的边界了。按照通常的说法,如果一个天体仍然受到太阳引力的主导,围绕着太阳旋转,那么这个天体就仍然算作是太阳系天体。在人们熟悉的太阳系九大行星(对不起,现在已经是八大行星)之中,距离太阳最远的是冥王星(不算它的话,就是海王星),现在离太阳大约是30个天文单位(1个天文单位相当于太阳到地球的平均距离,约为1.5亿千米),而旅行者1号距离太阳已经达到125个天文单位。从这个角度上来说,旅行者1号似乎早已离开太阳系了。

    不过,且慢!太阳系里并不是只有九大(八大)行星,还有数不尽的其他天体,比如矮行星、小行星和彗星之类。比如天文学家已经发现的编号90377的小行星赛德娜,现在距离太阳就足有88个天文单位。它围绕太阳旋转的轨道是一个椭圆,最远时距离太阳可达937个天文单位。换句话说,就算是跑到了距离太阳将近1000个天文单位的偏远地带,这个小行星仍然是围绕太阳旋转的,仍然算是太阳系天体。那么,这里也就应该仍然算作是太阳系的地盘。

    至于非周期彗星的源头、传说中存在大量冰质天体的奥尔特云,距离太阳更是可达50000到100000天文单位,差不多相当于1光年了。今年12月会靠近太阳,有可能成为明亮彗星的艾森,可能就源自遥远的奥尔特云。如此看来,太阳系其实要广阔得多,至少太阳周围方圆1光年以内都可以算作是太阳系的疆域。

    就以1光年来计算的话,目前旅行者1号距离太阳仅125个天文单位,相当于1光年的大约1/500。换句话说,如果以目前旅行者1号每年飞行3.5个天文单位来计算的话,要想飞到距离太阳1光年的太阳系边界,至少还要再飞1.8万年才行。(其实随着旅行者1号继续远离太阳,它的速度还会进一步下降,所以这个时间只会更长。)所以,从这个角度来说,旅行者1号还远远没有飞离太阳系,就算我们再多活好几辈子,也看不到它飞出太阳系的疆域。

    不过,从另外一个角度来说,旅行者1号的速度已经超过逃离太阳系所需的第三宇宙速度,因此飞出太阳系对于它来说,只是个时间问题。可以说,从36年前旅行者1号发射时起,它就已经注定要离开太阳系,再也不回头了。

    作为第一驶入星际空间的人类特使,旅行者1号是光荣的。不过,我个人非常不希望看到它成为第一个真正离开太阳系疆域的特使——因为那就意味着,在未来长达数万年的时间里,我们人类止步于太阳系这个宇宙摇篮,从来没有离开过。

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    HT民工高分子物理博士

    2013-09-13 19:06

    其实第三宇宙速度16.7km/s是指在地球表面脱离太阳引力的最低初速度。。其中很大一部分贡献来自于地球引力。在地球同步轨道上,这个逃逸速度就降到13.1km/s了(http://www.calt.com/HuoJianBoWuGuan/KePuZhiShi/Detail/?ContentId=5286)。在上百个天文单位之外,估计这个逃逸速度会很小。。所以,完全不用拿现在旅行者1号的速度与第三宇宙速度相比,即使比它小也是可能飞出太阳系的,当然,比它大的话那飞出去更是必然了。

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    漫画配的文字是:
    So far Voyager 1 has 'left the Solar System' by passing through the termination shock three times, the heliopause twice, and once each through the heliosheath, heliosphere, heliodrome, auroral discontinuity, Heaviside layer, trans-Neptunian panic zone, magnetogap, US Census Bureau Solar System statistical boundary, Kuiper gauntlet, Oort void, and crystal sphere holding the fixed stars.

    http://xkcd.com/1189/

    这是很久之前的xkcd漫画。现在大概又要加一次了吧。

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    支持者: ghjares 不认识植物

    广义上,太阳系的领域包括太阳,4颗类地的内行星,由许多小岩石组成的小行星带,4颗充满气体的巨大外行星,充满冰冻小岩石,被称为柯伊伯带的第二个小天体区。在柯伊伯带之外还有黄道离散盘面太阳圈,和依然属于假设的奥尔特云

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    支持者: jiangyang123

    好奇有个问题,太阳引力会让旅行者号持续减速吗

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    你附近的游手好闲的攻城狮

    2014-05-29 16:57

    完了,我们要被虫族什么的发现了,然后入侵,星际战争

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    被星球捕获的可能远大于飞出太阳系吧?

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    bombzip建筑学本科生

    2014-05-30 11:16

    除了太阳引力,还有可能因为其它原因导致减速吗?

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    从文章来说,它是指探测器已经飞出太阳风保护的范围,太阳风飞不到的地方了也就是力量达不到的,那么在这个范围之外的其它高能粒子对于地球人来说是未知的,没人知道它的杀伤力,或许探测器禁不住它们的摧残而失效。

    虽然有很多天体在这个日球顶层范围之外,但它们没有太阳粒子的能量层屏障,仅是引力作用于它,那个地方的周围的高能粒子环境非常恶劣(虽然太阳风本身也是有杀伤力的,但外面的未知的更具杀伤力,因为未知,所以更有风险),就像是我们五千年前的人类面对丛林一样。

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    是飞到日顶层边缘,不知道这个说法符不符合旅行者1号现在的状况呢?

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    断线的傀儡风力发电设备专业学生

    2014-05-31 09:56

    我弱弱的问一句,它靠核动力但怎么推进的

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    但愿不会撞上什么东西。。。。。。不然我还是回去好好研究佛教。。。。。。。

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    当年有人问是什么让它飞这么远,有说核动力的,有说火箭推的,最让人无语的是一个人说:你傻啊,太阳能的。

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    冬dongIT从业者 物理爱好者

    2013-09-13 23:48

    这,太阳系的范围,主要还是概念的问题吧,我觉得定义为可以受到太阳影响的范围比较合适。
    旅行者1号性能质量真强悍,这么多年了还能正常运行,可惜电量是有限的,核电池只能用到2025年

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    说不定早撞上太阳系里某个小石头了

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    呃……作为一个科盲,很想知道旅行者1号现在的速度是多少了?

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    支持者: 裂心

    虽然我不是太懂啦,但是感觉还蛮有意思的!!!

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    我在想,要是上面加了一个冷冻人的话?好吧,我是刚看完三体……

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