“旅行者”：触摸星际空间

文/赵 洋

飞入星辰大海
乘船出长江口，驶出若干公里后，方见灰黄江水被蓝色海水代替。在江水与海水之间，是一道若隐若现的“泾渭分明”的界限。2013年9月12日，美国科学家宣布，1977年发射的“旅行者”1号无人探测器跨越了从太阳系空间到星际空间的这道“泾渭分明”线。此时，它已出发36年，行程187亿公里，是有史以来飞离地球最远的人造飞行器。《银河英雄传说》中的豪言：“我们的征途是星辰大海”，用在一往无前的“旅行者”身上再贴切不过了。
爱德华·斯通是“旅行者”项目当年的首席科学家，也是有幸活到现在、能够目睹这一光辉时刻的为数不多的元老之一。他说：“这是一个重要的里程碑。当40年前我们启动这一项目时，一直期盼着这一天——那就是我们能拥有一艘恒星际飞船。这同时也是具有历史意义的，就像当年麦哲伦首次完成环球航行，或是阿姆斯特朗首次踏上月球表面那样。这是我们首次得以直接探索恒星际空间。”
飞出太阳系了吗？
过去两年间，“旅行者”1号到底身处何地，曾引发科学界的激烈争论。科学家们一直在尝试采用各种不同的检测方法弄明白它周围的环境发生了哪些变化。后来他们发现，2012年8月25日飞船周围太阳发出的带电粒子数量下降，而银河系宇宙线数量上升。这意味着，“旅行者”已经离开了日球层（包裹在太阳周围的一个由炽热高能粒子构成的气泡）的怀抱，进入从来没有被探索过的寒冷的空间。这里与预期中的星际空间环境相符，而与太阳周围的环境完全不同。换句话说，飞船从那时起就驶入了一片全新区域。这一天即是“旅行者”1号抵达星际空间的日子。
但是，天文学家并不认同某些媒体自行解读出的旅行者“已飞出太阳系”的说法。因为这取决于如何定义“太阳王国”的边界。如果太阳系的边界是指最外面的足够大的行星的轨道，那么“旅行者”确实早已跑出冥王星轨道了。但冥王星外面还有不少矮行星。假如定义太阳系的边界在位于绕太阳运转的最外侧的矮行星轨道，那么在海王星与冥王星之外很远的地方，可能还有和海卫一大小相似、数量众多的未发现的矮行星。既然这样，那么“旅行者”仍然是在太阳系范围内踯躅。如果把太阳系的边缘定义为太阳引力场的作用范围，那么“旅行者”再飞100个世纪都不会离开太阳系。因为在距离太阳一光年的地方，还存在着由无数彗星聚集而成的小天体集合——奥尔特云——围绕太阳运转。两艘“旅行者”号还得飞两万年才能抵达并穿过奥尔特云。在此之后，它们才算真正摆脱太阳的最后一丝羁绊，名副其实地冲出了太阳系。