一年前，即2018年11月5日，NASA的旅行者2號成為歷史上僅有的第二個離開日球?qū)拥暮教炱?太陽產(chǎn)生的保護性粒子和磁場氣泡。旅行者2號距離地球約110億英里(180億公里)，遠遠超出了冥王星的軌道，已進入星際空間或恒星之間的區(qū)域。今天，《自然天文學》(Nature Astronomy)雜志上發(fā)表了五篇新研究論文，描述了旅行者2號歷史性穿越期間及此后科學家觀察到的情況。

每篇論文詳細介紹了旅行者2的五種操作科學儀器中的一種：磁場傳感器，兩種用于檢測不同能量范圍內(nèi)高能粒子的儀器以及兩種用于研究等離子體(由帶電粒子組成的氣體)的儀器的發(fā)現(xiàn)。綜上所述，這些發(fā)現(xiàn)有助于描繪這條宇宙海岸線，在這里，我們的太陽所創(chuàng)造的環(huán)境結(jié)束了，星際空間的廣闊海洋開始了。

太陽的日光層就像一艘在星際空間中航行的船。日光層和星際空間都充滿了等離子體，這種氣體的一些原子被電子剝奪了。日光層內(nèi)部的等離子體又熱又稀疏，而星際空間中的等離子體則更冷，更致密。恒星之間的空間還包含宇宙射線或由恒星爆炸而加速的粒子。旅行者1號發(fā)現(xiàn)，日光層可以保護地球和其他行星免受70%以上的輻射的傷害。

旅行者2號于去年退出太陽系時，科學家宣布其兩個高能粒子探測器注意到了巨大的變化：儀器探測到的太陽系粒子的比率直線下降，而宇宙射線(通常具有比太陽系粒子更高的能量)的比率增加了顯著并保持高位。這些變化證實了探測器已經(jīng)進入了一個新的空間區(qū)域。

在旅行者1號在2012年到達太陽圈邊緣之前，科學家們還不知道這個邊界離太陽有多遠。這兩個探測器在不斷重復的大約11年的太陽周期中，分別在不同的位置和時間在不同的時間離開太陽圈，在此過程中，太陽經(jīng)歷了高強度和低強度的活動?？茖W家們預計，稱為太陽的更年期的日光層邊緣會隨著太陽活動的變化而移動，就像肺部隨著呼吸而膨脹和收縮一樣。這與以下事實一致：兩個探針在距太陽不同距離處遇到了更年期。

現(xiàn)在，新論文證實了旅行者2號還沒有處于不受干擾的星際空間中：像旅行者2號一樣，旅行者2號似乎也位于太陽系外一個擾動的過渡區(qū)域。

“旅行者號探測器向我們展示了我們的太陽如何與填充銀河系恒星之間大部分空間的物質(zhì)相互作用，”旅行者號項目科學家，加州理工學院物理學教授埃德·斯通說。“如果沒有旅行者2號提供的新數(shù)據(jù)，我們將不知道旅行者1號所看到的是整個太陽圈的特征，還是只是特定于它穿過的位置和時間。”

推動血漿

正如科學家所期望的那樣，兩架旅行者號飛船現(xiàn)已證實，局部星際空間中的等離子體比太陽圈內(nèi)部的等離子體密度更高。旅行者2號現(xiàn)在還測量了附近星際空間中的等離子體溫度，并確認它比日圓內(nèi)部的等離子體要冷。

在2012年，旅行者1號觀測到在日球?qū)油獾难獫{密度略高于預期，這表明血漿受到了一定程度的壓縮。旅行者2號觀測到，太陽系外層的等離子體比預期的要溫暖一些，這也可能表明它正在被壓縮。(外面的血漿仍然比里面的血漿冷。)旅行者2號還觀察到血漿密度剛好在離開日球?qū)又奥杂性黾?，表明血漿被壓縮在氣泡的內(nèi)邊緣周圍。但是科學家尚未完全了解是什么原因造成了雙方的壓力。

泄漏顆粒

如果說日光層就像一艘在星際空間中航行的船，那么船體似乎有些漏水。Voyager的一種粒子儀器表明，來自日球?qū)觾?nèi)部的一滴粒子正在滑過邊界并進入星際空間。相對于氣泡在太空中的運動，旅行者1號離開了靠近日光層最“前沿”的位置。另一方面，旅行者2的位置更靠近側(cè)面，并且該區(qū)域似乎比旅行者1所在的區(qū)域更加多孔。

磁場之謎

Voyager 2的磁場儀器進行的觀察證實了Voyager 1的令人驚訝的結(jié)果：距絕經(jīng)后不遠的區(qū)域中的磁場與日光層內(nèi)部的磁場平行。對于Voyager 1，科學家只有這些磁場的一個樣本，無法確定表觀對準是整個外部區(qū)域的特征還是偶然的。斯通說，旅行者2號的磁力計觀測結(jié)果證實了旅行者1號的發(fā)現(xiàn)，并表明這兩個場是對齊的。

旅行者號探測器于1977年發(fā)射升空，均由木星和土星飛行。旅行者2號改變了土星的航向，以便由天王星和海王星飛行，執(zhí)行了有史以來這些行星僅有的近距離飛越。Voyager探測器完成了對它們的行星巡回之旅，并于1989年開始了星際飛行任務，達到了更年期。兩次探測中速度更快的旅行者1號目前距離太陽超過136億英里(220億公里)，而旅行者2號距太陽113億英里(182億公里)。從旅行者2號到地球，大約需要16.5小時。相比之下，從太陽傳播的光大約需要八分鐘才能到達地球。