人类迄今制造的最遥远的物体如何度过它的垂死岁月

全世界的目光可能都集中在火星上，仅上周，机智号直升机就成功升空，毅力号火星车也成功制造出氧气。但在更远的地方——更远的地方——旅行者 1 号——最古老的太空探测器之一，也是距离地球最远的人造物体——仍在进行科学研究。

该探测器的任务已进入第四个十年，自 1980 年飞过土星以来，它就没有靠近过任何行星。但正如科学家最近在《天体物理学杂志》上报道的那样，即使它离渐暗的太阳越来越远，它仍在向地球发回信息。

几十年来，旅行者号一直以每秒约 11 英里（17 公里）的速度航行。每年，它都会远离我们 3.5 个天文单位（地球和太阳之间的距离）。现在，它正准备离开这个太阳系，但却在向地球发送信息。

有多种方式可以理解“太阳系边缘”。其中一种是被称为日球层顶的边界区域。这是太阳风（太阳不断抛出的带电粒子汤）太弱而无法阻挡星际介质（充满大部分空间的等离子体、尘埃和辐射）的边界。

爱荷华大学天体物理学家比尔·库尔斯 (Bill Kurth) 在旅行者一号发射前就一直在研究它，他表示，1977 年旅行者一号离开地球时，没人确定日球层顶在哪里。当时一些科学家甚至认为日球层顶距离地球只有 10 个甚至 5 个天文单位，即在木星（旅行者一号于 1979 年经过）或土星的轨道附近。

事实上，太阳风层顶距离我们约 120 个天文单位。我们之所以知道这一点，部分原因是旅行者 1 号于 2012 年 8 月穿越了太阳风层顶，这距离它离开地球整整 35 年。这意味着该探测器确实进入了星际空间。

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在这里，太空充满了星际介质——但你看不到太多。地球海平面的空气立方体所含分子数量是星际介质最稠密部分的等体积立方体的 1 万亿倍以上。旅行者 1 号穿越的区域则更加稀疏。而且大部分地方都很安静。

但每隔几年，随着旅行者一号记录下更多关于等离子体和尘埃的数据，它就会发现一些东西。例如，2012 年和 2014 年，旅行者一号都感受到了冲击。据库尔斯说，旅行者一号记录到的是磁尖峰，伴随着高能电子的爆发，引发了强烈的振荡电场。这些冲击是太阳最遥远的影响，甚至波及到日球层顶之外。

旅行者 1 号在 2020 年遇到的情况是磁场强度再次跃升，但没有出现那些强烈的电振荡。科学家们认为，这是一种压力锋，是一种向星际介质移动的更为微妙的扰动。旅行者 1 号此前在 2017 年也遇到过类似的情况。

麻省理工学院天体物理学家乔恩·理查森（Jon Richardson，未参与撰写该论文）表示，这一最新发现表明，旅行者 1 号仍然能够让科学家大吃一惊。他表示，通常情况下，该探测器需要经历周围等离子体的冲击才能测量其密度。但通过这样的观测，科学家们找到了一种利用旅行者 1 号持续监测该密度的方法——距离我们超过 130 亿英里。

理查森还表示，研究结果表明，旅行者 1 号在日球层顶数十亿英里之外仍能感受到太阳的触角。“太阳仍然对日球层外的物体产生重大影响，”他说。

与此同时，旅行者一号仍然处于太阳引力的影响范围内。科学家预计，大约 300 年后，旅行者一号将开始进入奥尔特云的内缘，这片彗星云覆盖范围最远可达数光年。

我们从未真正看到过奥尔特云的证据，但遗憾的是，旅行者 1 号很可能不会揭开它。这艘探测器实际上是在借来的时间里生存。钚-238 是为探测器发电机提供动力的放射性同位素，其半衰期约为 88 年。

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因此，旅行者 1 号开始失去燃料。科学家们已经开始选择应该保留探测器的哪些部件。到 2020 年代中期，该探测器很可能连一台仪器都无法供电。

尽管如此，库尔斯等科学家仍希望他们能够让探测器的寿命延长到 2027 年，即其发射 50 周年。库尔斯说，这是旅行者 1 号设计者从未预见到的一个里程碑。