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探索太阳系的边界

2021-06-15东海

小学科学 2021年4期
关键词:彗星旅行者太阳系

东海

很久以前,人类就知道我们的地球身处一个名叫太阳系的恒星系中,但一直以来,人类都搞不清楚太阳系究竟有多大,它的边界到底在哪里。如今,人类已经陆续向深空发射了多枚探测器,什么时候才能解开这个谜团呢?

探测器前赴后继

人类对太阳系边界的探索尝试,开始于1972年3月2日。这一天,美国国家航天局的“先驱者10号”探测器发射升空,朝着金牛座的方向,向太阳系外围进发。

此后,“先驱者11号”“先驱者12号”“旅行者1号”“旅行者2号”“新视野号”等探测器陆续升空,向着太阳系外奔去。发射于1977年的“旅行者1号”是目前距离地球最远的探测器,其17千米/秒的速度,在目前所有探测器中最快的。因此,通常认为,“旅行者1号”是第一个正在飞出太阳系的探测器,

等等,什么叫“正在飛出太阳系”?太阳系与外层空间之间,难道没有一条明确的分界线吗?

抱歉,还真没有。传统观点认为,当太阳“吹”出的太阳风遭遇到星际介质而停滞的边界,就是太阳系的边界,这个边界位于距离太阳150亿千米处,也就是100个天文单位那么远。不过,这只是狭义上的太阳系边界。

真·太阳系边界

太阳的质量大约占到整个太阳系的99.86%,强大的引力吸引着包括地球在内的八大行星和数以亿计的小行星、彗星等小天体围绕其运转。因此,广义上的太阳系边缘应该是以太阳的引力范围来界定。这样的话,太阳系的边界应该远至奥尔特云。

奥尔特云最初是一个假想的天体,用以解释太阳系中众多的彗星都是从哪里来的。1932年,爱沙尼亚天文学家恩斯特·朱利叶斯·奥匹克提出,彗星来自太阳系外层边缘的星云团,这就是对奥尔特云最初的构想。

经过近一个世纪的理论发展和探测数据补充,天文学家已经就奥尔特云形成了统一的理论。科学家认为,奥尔特云是距离太阳5万到10万个天文单位处存在着的一种球状云团,它在外围包裹着太阳系。奥尔特云存在着数以百万计的彗星核,不断产生着新的彗星。目前,奥尔特云的存在依旧是个谜!

绝望的结论

如果我们把太阳系看成一个鸡蛋,那么最中心是太阳,向外是八大行星一直到柯伊伯带都可以看作蛋黄部分,柯伊伯带可以看作蛋清,再外面就是奥尔特星云了,可以看作太阳系的“蛋壳”。从太阳到奥尔特星云的边缘,半径有1光年,也就是94600亿千米,按照“旅行者1号”探测器的速度一直向外飞,飞出太阳系还需要17600多年!

啥也不说了,以当前人类的科技水平,这几乎是一件不可能完成的任务……而且,更令人绝望的是,据推测,就算有一天人类的飞行器来到了太阳系的边界,想要穿过这道边界也困难重重。因为奥尔特云由无数颗彗星及数不清的宇宙尘埃组成,任何飞行器都会被撞得渣都不剩!

以人类目前的科技发展水平,仅能利用太阳能量的二十亿分之一,也就是地球上蕴藏的化学能量,比如煤炭、石油、天然气等。人类对核能的掌握水平也很低,可控核聚变的大规模应用还遥遥无期。即便掌握了可控核聚变技术,人类对能量的应用水平也很低,距离飞出太阳系所需要的能量水平,相差十万八千里。

换句话说,按照科学家的计算,就算人类将整个地球都给烧了,获得的能量也不够飞到真正的太阳系边缘。可见,太阳系之大,简直超出了人类的想象。不过,好消息是,如此厚实的奥尔特云,既是人类飞出太阳系的阻碍,同时也是保护太阳系的屏障。也许,飞不出太阳系,也是人类文明能够安全地继续发展的保障呢!

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