1977年9月5日发射的旅行者1号和2号探测器于2012穿过了太阳风的边界,进入了星际空间,旅行者1号”的这趟旅程已经持续了43年,距离地球长达约太阳211亿公里。时至今日,它依然还没有走出星际空间。(在2018年,旅行者二号也进入了星际空间)
在2025年之后,旅行者一号就会彻底和地球失去联系,并成为漂浮在宇宙中的一艘“流浪探测器”,但是它身上的推进剂能使用到2040年,但即使如此,旅行者一号也不可能废除太阳系。
关于太阳系边界的定义,科学界一直有争议,目前科学界比较倾向于根据太阳的万有引力来定义太阳系边界。也即如果一个天体主要受到太阳引力的作用,围绕太阳运动,那么它就是太阳系天体,简单来说,以太阳为中心,和所有受到太阳的引力约束天体的集合体。按照这个标准,太阳系八大行星、日球层以及遥远的小行星与彗星都在太阳系范围内。
目前科学家已经知道,在海王星轨道(距离太阳约30天文单位)外黄道面附近、天体密集的中空圆盘状区域。我们称之为柯伊伯带,这是短周期的彗星的起源之地,那这里就是太阳系的边界了吗?
在1950年,荷兰天文学家简·亨德里克·奥尔特作了彗星轨道的统计研究,发现轨道半径为3万至10万天文单位的彗星数目很多,他推算地球边界应该存在一个大致球层状的彗星储库,云团所受的太阳辐射较弱,非常稳定,存在数百万颗以上的彗星核,可以不停产生新彗星,去取代被摧毁的。这个云团在5000到100000个天文单位之间。我们现在称之为“奥尔特云”或者叫或“奥尔特一欧匹克云”。
所以奥特尔进一步完善了这个观点,提出该云团所受的太阳辐射较弱,非常稳定,所以一个完整的太阳系组成应该是中间有8大行星围绕着太阳运动。太阳系的外围分布着柯伊伯带,而边界则笼罩着奥尔特云。黄道离散盘则分布在两者之间。
截止到2018年12月28日,2艘旅行者号现在分别位于距离太阳145个天文单位和120个天文单位处。120个天文单位有多远?已经远远超过了八大行星距离太阳的距离,也远远超过了冥王星所在的柯伊伯带(30-50个天文单位)的距离——现在的位置上旅行者2号的信号以光速传播也需要16.5个小时才能抵达地球——而太阳的光传到地球只需要8分钟。
旅行者1号和2号目前的位置示意图。
但是奥尔特云一直延伸到距离太阳50000—150000天文单位的区域。如果旅行者1号要飞出太阳系需要30000年的时间,尽管我们永远无法看到“旅行者1号”飞出太阳系的那一天,而“旅行者1号”携带的“地球之音”光盘刻有人类文明的种种信息,特殊处理让它足以抵御10亿年时光的侵蚀。
并且,旅行者一号所传回的资料,帮助人类更好探索宇宙,其中,1990年,旅行者一号在64亿公里外传回的照片可以说让科学家欣喜若狂,这是被载入航天史的一张照片,叫做“暗淡蓝点”。
没有错,旅行者一号拍摄的正是我们生存的家园——地球,“旅行者号”正接近太阳系边缘时,萨根又向美国国家航空航天局建议,不妨让“旅行者号”转一下身,以便最后能够拍上一张太阳系的“全家福”,当时因为水星太过接近太阳而没被拍摄,火星就因为太阳光线影响了太空船上的镜头而拍不到。
在这张全家福中,正好拍摄到了我们的地球。
第一张照片中,地球仅是一个0.12个像素大小的圆点。当时由于镜头几乎正对着太阳,支架反射的一缕光线正好笼罩住这个光点。著名天文学家卡尔·萨根称这幅地球影像为“暗淡蓝点”,它让我们看清地球其实只是浩瀚宇宙中的一个毫不起眼的小不点。
他在自己的经典之作《暗淡蓝点——探寻人类的太空家园》写道,“硕大的宇宙夜幕中一个孤独的圆点,对我来说,它强调了我们在更友善、更积极地处理相互之间的关系上的责任,以及保护和爱惜这个黯淡蓝点的责任,这是人类已知的唯一家园。”
21世纪,NASA旗下的加州喷气推进实验室JPL成像处理技术工程师凯文·吉尔(Kevin Gill)对原始照片进行了全新数字技术处理,图像变得细腻,减少了颗粒感。让我们人类目前的唯一家园——暗淡蓝点(Pale Blue Dot)看起来更清晰些。
这张照片对于我们如何从宏观角度看待我们的宇宙起到了重要作用,毕竟对于宇宙来说,无论是地球,还是人类,都仅仅是沧海一粟罢了。