旅行者1号即将跨过距地球一光天的距离

不到一个月后，旅行者1号将跨越一条假想但具有心理意义的界线——以地球为原点、半径为一天光程的球面。这艘勇敢的小飞船持续发出的极其微弱的无线电信号，将首次需要超过一天的时间才能抵达我们。正如今年早些时候IFLScience有幸披露的那样，跨越一光日门槛的日期被计算为11月18日，具体时间估计为UTC上午10：16：07，但存在一定不确定性。此后，NASA贴心地上线了一个倒计时时钟。有人可能会说，更有意义的日期是旅行者1号距离太阳一光日的那天，毕竟地球自身恼人的运动总是让事情变得复杂。碰巧的是，地球目前正处于其轨道上距离旅行者号比平均距离更远的位置——虽然并非完全相反——因此这艘飞船距太阳的距离比地球距太阳近了8100万公里（5100万英里）。这意味着来自旅行者号的信号到达太阳大约早4分钟。旅行者号还需要将近两个月才能达到距太阳一光日的门槛。离开太阳系的旅程从科学角度来看，有充分理由认为旅行者号任务比登月更重要。尽管先驱者10号和11号此前已经飞掠过木星，但它们传回的数据与旅行者号相比太过粗糙，以至于我们对这些气态巨行星及其卫星的了解还处于初级阶段。然后旅行者1号和2号飞掠而过，突然间我们知道了木卫一是一个火山世界，木卫二异常光滑——最终被确定这暗示着可能存在支持生命的内在海洋——而木卫三则出乎意料地复杂。接着是土星，其惊人的美丽让旅行者号拍摄的照片装点了无数墙壁，一颗又一颗卫星展现出各自独特的个性。之后，旅行者2号让我们对更加神秘的天王星和海王星系统有了深入了解，而旅行者1号的轨迹则直接带它飞出了太阳系——成为第一艘星际飞船。但在那之前，它回望并拍摄了有史以来最具标志性的地球照片之一——“暗淡蓝点”，以及史上第一张太阳系“全家福”。旅行者1号回望太阳，拍摄了将成为我们太阳系首张“全家福”的照片。图片来源：NASA/JPL 我还没死！到这个时候，人们预期旅行者号的任务实际上已经完成了。曾有讨论要关闭地面运营，尽管维护成本已经只是原来的一小部分。然而，两艘飞船都在继续传回有趣的数据，即使没有与任何固体对象的近距离接触。一些仪器已经失效，另一些为了节省电力而被关闭，但仍在工作的仪器继续通过人类最长的通信通道传回宝贵的信息涓流。旅行者1号甚至一度看起来已经死亡（或者至少神志不清），结果六个月后它又复活了。旅行者号仍在发现什么在海王星之外遥远的冰冷太空中，旅行者号的工作仍在继续。它们帮助绘制了日球层顶——太阳风产生的气泡让位于星际空间的边界——旅行者1号于2012年穿越了它。曾几何时，天文学家预期穿越日球层顶意味着旅行者号周围磁场方向会发生变化，但等到它到达那里时，想法已经转变，并未检测到这种变化。相反，旅行者1号发现自己穿过的电子数量是之前的80倍：尽管看起来很奇怪，星际空间不仅不是空的，在某些方面比日球层的外围部分还要充实。此外，星际空间并非均匀的。旅行者号发现，虽然它们经过的空间按地球标准来说是真空，但不仅偶尔含有粒子和分子，密度也有所不同。它也并非完全寂静。十多年来，旅行者号一直在聆听星际空间的声音，不仅测量星际介质的密度，还测量其中的波。在穿越日球层顶的过程中，旅行者号揭示了来自太阳的日冕物质抛射在其正常影响气泡之外也有影响。旅行者1号于2012年8月穿越了日球层边缘的日球层顶。最终旅行者2号于2018年11月穿越。图片来源：NASA/JPL-Caltech “通常，星际空间就像一个安静的湖泊，”加州理工学院的埃德·斯通在2014年说。“但当我们的太阳爆发时，它会向外发送冲击波，大约一年后到达旅行者号。波使飞船周围的等离子体歌唱。”旅行者号通过其一个仪器检测到的宇宙射线变化来间接探测这些等离子体波。身处星际空间并不真的意味着旅行者1号已经离开了太阳系。这是因为恒星系统被定义为延伸到最遥远彗星的轨道。两艘旅行者号在越过一些每几十万年造访内太阳系的彗星的最外层轨道之前，早就已经沉默了。即使它们仍在广播，我们也不知道那最外层轨道在哪里，也许我们永远不会知道，所以我们不会知道旅行者号何时经过它。一光日之外究竟意味着什么旅行者号提供的另一个功能是为我们提供一个理解星际空间尺度的垫脚石。旅行者1号花了将近50年才到达1光日点。其他离开太阳系的人造物体速度都更慢，需要的时间更长。当我们说离太阳最近的恒星在4.3光年之外时，几乎不可能理解那有多远。另一方面，我们都知道一天和四年的区别。从物理角度来说，一光日可能没有什么特别之处——

（原文较长，此处译出前 6000 字，完整内容请点「打开原文」。）