聆听宇宙的声音！旅行者1号在星际空间探测到等离子波的“嗡嗡声”

自1977年发射以来，旅行者1号已经离开地球43年了，它到太阳的距离是地球到太阳距离的150多倍，以光速传输需要21个小时才能到达地球。

旅行者1号在2012年正式超过了日球层顶——在此边界，太阳风的压力不再足以推动来自星际空间的风。现在，旅行者1号已经离开了太阳系——它发现太空并不是那么空洞。

在对这个距离近230亿公里(超过140亿英里)的探测器的数据最新分析中，天文学家发现，从2017年起，星际介质(潜伏在恒星之间的弥漫气体)中的等离子波会发出持续的嗡嗡声。

康奈尔大学的天文学家斯特拉·科赫·奥克说:“这是非常微弱和单调的，因为它的频率带宽很窄。”“我们正在探测星际气体发出的微弱、持续的嗡嗡声。”

显然，我们知道星际空间并不是完全空的，但由于恒星是如此明亮，在它们之间徘徊的极其微弱的物质真的很难看到和测量。通常，我们必须依靠光在穿越星际物质时的变化方式来知道它的存在，并将其量化。

旅行者号探测器是第一个进入星际空间的人造物体，因此为直接取样星际介质提供了一个独特的机会。

尽管离太阳如此之远，甚至在太阳风无法触及的地方，这也不是件容易的事。太阳仍然是一只明亮而嘈杂的野兽，释放出可以淹没周围环境的太阳喷发。

“星际介质就像一场安静或柔和的雨。”康奈尔大学的天文学家詹姆斯·科德斯说，“在太阳爆发的情况下，就像在雷暴中探测到闪电，然后又回到了柔和的雨中。”

根据研究小组的说法，这种“柔和的雨”表明星际介质中可能有比科学家想象的更多的低水平活动。这种活动是由什么引起的还不完全清楚;它可能是热激发等离子体振荡，或准热噪声产生的电子运动在等离子体中，产生一个局部电场。

不管是什么引起的，这一发现有几个意义。随着旅行者号探测器深入星际空间(旅行者2号在2018年穿过了日球层顶)，这种嗡嗡声可以用来绘制等离子体密度。

它还可以用来更好地理解星际介质和太阳风之间的相互作用。我们知道，就在日球层顶的另一边，电子密度在增加——旅行者号的两个探测器在穿越日球层顶时都探测到了这一点。更准确地了解星际介质的密度可以帮助我们找出原因。

这一发现和持续不断的发射也表明，旅行者号将继续能够探测到它，为我们提供持续的读数，这将帮助我们理解乱流和星际介质的大规模结构。

“我们从来没有机会评估它。现在我们知道，我们不需要一个与太阳有关的偶然事件来测量星际等离子体。”康奈尔大学的天文学家沙米·查特吉说。

“不管太阳在做什么，旅行者号正在发回细节。飞船在说，‘这是我现在游过的密度。现在就在这里。现在就在这里。现在就在这儿。’旅行者号距离我们相当遥远，它将会一直这样做下去。”

虽然这不是永远，为探测器仪器提供动力的放射性同位素热电发电机每年都会损耗一点。到2025年左右，可能就无法支撑它们继续运行了。

这就是为什么在仍然有机会的情况下，尽可能多地收集数据是如此重要。

这项研究已经发表在《自然·天文学》杂志上。

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参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41550-021-01363-7