11月5日，美国宇航局的旅行者2号宇宙飞船成为第二个进入星际空间的人造物体。现在，科学家们分享了旅行者2号历史性跨越所带来的初步科学成果。
然而，仅仅因为探测器离开了日球层，并不意味着它们离开了我们的太阳系。这个边界位于奥尔特云的最边缘，奥尔特云是一组受太阳引力影响的小天体。科学家们认为，旅行者号需要2300年才能到达云的内部边缘，而完全飞过它则需要3万年。
周一，《自然天文学》(Nature Astronomy)杂志刊登了五项详细介绍这些发现的研究。
来自星际空间的教训
热的太阳风和冷的星际空间有一个边界，这个边界叫做太阳风顶。这次任务的科学家们比较了旅行者2号上仪器的数据，确定这次跨越的实际日期是11月5日，当时探测器周围的太阳风粒子急剧下降，这意味着探测器离开了日球层——由太阳风从恒星释放而形成的太阳泡泡状边界。
新的研究证实了这一日期，并揭示了这一跨越发生在不到一天的时间里，距离太阳超过110亿英里。旅行者2号从太阳风的低密度热等离子体穿越太阳风顶层，进入星际空间的低密度冷等离子体。
不知何故，这两个非常不同的区域之间存在着一种平衡，天文学家认为正是密度帮助平衡了压力差。
，旅行者1号也曾穿越过星际空间，但其受损的等离子仪器无法提供穿越的完整数据。
“从1977年发射两艘探索木星和土星的宇宙飞船开始，这真是一段奇妙的旅程，”自1975年以来一直从事旅行者项目的科学家、加州理工学院(California Institute of Technology)物理学教授埃德·斯通(Ed Stone)说。他是其中一项研究的作者之一。“我们的旅程已经越来越深入太空。我们不知道这个气泡有多大太阳在它周围产生的超音速太阳风，是由电离等离子体构成的，它从各个方向远离太阳。我们不知道飞船能活到足够长的时间到达气泡的边缘，离开它进入附近的星际空间。”
科学家们通过旅行者1号和旅行者2号的数据了解到，太阳风和星际空间风的粒子实际上越过了边界。来自星际空间的风是由数百万年前变成超新星的恒星产生的。这些粒子的混合实际上在太阳风顶层和星际空间之间形成了一层。
基于旅行者2号的跨越，天文学家们了解到，在两种类型的等离子体之间，日球层有一个平滑但明确的边界。他们还发现了一个比旅行者1号探测到的更强的星际磁场。星际磁场是由爆炸的恒星产生的，爆炸的恒星不仅释放物质，也释放磁场。
“从历史意义上讲，那种认为太阳风会随着你深入星际空间而逐渐减弱的老观点是不正确的，”艾奥瓦大学(University of Iowa)一项研究的作者唐·格内特(Don Gurnett)说。“我们在旅行者2号和之前的旅行者1号上表明，那里有一个明显的边界。令人惊讶的是，包括等离子体在内的流体是如何形成边界的。”
太阳和星际空间之间的相互作用也引起了科学家们的兴趣。太阳释放的冲击波可以直接穿过太阳风顶层进入星际介质并引起扰动，就像超新星形成的冲击波在恒星之间的空间中传播一样。
所有从这次跨越中获得的早期洞察力提供了一幅关于太阳和星际空间之间发生了什么的复杂图景。这些知识可以应用到天文学家研究的所有恒星上，因为他们相信其他恒星可能也有同样的特征。当他们研究其他有系外行星围绕的恒星时，他们现在学到的东西可以应用到他们发现的其他星系。
斯通说，将旅行者2号获得的信息与旅行者1号获得的数据进行比较，可以发现有趣的相似性和对比。根据它们进入星际空间的位置，它们提供了两个数据点。
但是科学家们仍然希望美国宇航局批准另一个星际探测器来收集更多的数据。把日球层想象成一只风向袋，天文学家想要一个探测器，它可以沿着太阳风形成的尾巴向下移动，扩展太阳系的边界。
延长航行者的寿命
“旅行者1号”和“旅行者2号”于1977年发射，用于探索太阳系的行星。“旅行者1号”和“旅行者2号”的设计寿命只有5年，现在都达到了42岁。
他补充说：“他们发射的时候，太空时代只有，所以很难期待任何东西能持续40年或更长时间。”
但是，如果没有工程师们的努力，这一创纪录的壮举是不可能实现的，因为他们必须做出关键的决定，以保证这两艘宇宙飞船的运行。现在他们有了一个新的计划，可以让旅行者1号和2号保持清醒并继续工作，这样科学家们就可以继续接收关于我们从未探索过的那部分太空的重要数据。
其中一个难题是保持动力，这是维持科学仪器运行以及防止它们在深空冻结的加热器所必需的。这两种探测器现在都距离太阳超过110亿英里，这使得加热器对维持其功能至关重要。如果燃料无法为确保两个探测器的天线都指向地球的推进器提供动力，工程师就无法接收数据或与探测器通信。
随着时间的推移，电力系统的效率降低了，发电机的发电量比发射时减少了40%。
两个航天器上的推进器也在退化。它们发出的小气流使航天器保持定向，这意味着它们的天线仍然指向地球。旅行者2号不久将启动另一组推进器，上一次使用是在1989年飞越海王星的时候。，工程师们在旅行者1号上做了同样的事情。
旅行者2号是接收新计划的首要任务，因为它正在用一个不在旅行者1号上工作的仪器收集更多的数据。它也消耗了更多的能量，所以工程师们关掉了宇宙射线子系统的加热器。那个仪器降到了华氏零下74度，但它仍在发回数据。考虑到该仪器最初的测试温度只有零下49华氏度，这是很了不起的。
即使在星际空间，科学家们仍然可以与旅行者2号进行通信，但这些数据需要大约16.5个小时才能传回地球。
根据节省能源和调整航天器方向的新计划，工程师们预计旅行者1号和2号至少在未来几年内仍将发回数据。
探测器收集到的数据为NASA星际测绘和加速探测器提供了信息，该探测器计划于2024年发射。
斯通说：“这两个‘旅行者’探测器都在探索以前从未去过的地区，所以每一天都是一个发现的日子。”“‘航行者’号将继续用有关深空的新发现带给我们惊喜。”
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