星际穿越三个星球对比（星际穿越三年多）

作为人类目前飞得最远的人造探测器，“旅行者 1 号”与“旅行者 2 号”分别在 2012 年 8 月和 2018 年 11 月穿越日球层顶，这就意味着，这对由NASA于1977年发射的孪生兄弟，全部摆脱太阳风的控制，进入了星际空间。

“旅行者 1 号” 在地球轨道面，也就是黄道面以北的位置穿越日球层顶，穿越时与太阳的距离为180亿公里。

“旅行者 2 号”则从黄道面以南穿越日球层顶，穿越时距离太阳178亿公里。

由于“旅行者2号”上的等离子体谱仪（PLS）依然能够正常工作，因此科学家们对“旅行者 2 号”寄予了更大的期望。

那么旅行者号在穿越太阳风层的过程到底经历了什么？在星际空间的边缘，到底是一个怎样的世界呢？

什么是日球顶层？

2018年11月5日，科学家发现，已经飞行了41年的旅行者2号，窗外的景象突然发生了变化，飞船周围的等离子体，也就是来自太阳的低能粒子，密度开始急剧下降，同时高能量的宇宙射线急剧提升，也就是说，旅行者 2 号已经不再受到太阳磁泡的保护。

飞行器在进入星际空间之前，首先要突破的就是日球层，那么什么是日球层呢？打个比方，当我们用力吹一个气球，内外压力差会使得气球向外膨胀，形成一个球体的形状，如果我们扎紧气口，这个气球会始终保持稳定的状态，而太阳在带领整个太阳系在银河系运动的过程中，太阳也用太阳风体吹起了这样一个“气球”，这个气球就叫日球层，太阳风与星际物质相交会的地方，被称作是“日球层顶”。来自太阳系内部的飞行器， 一旦越过日球层顶，就脱离了太阳风所能影响的空间范围，进入了“星际穿越”的新旅程。

旅行者 1 号和 2 号从不同方向飞出了日球层，旅行者 1 号位于黄道面以北，旅行者 2 号位于黄道面以南

既然日球层是由太阳风形成的，那么太阳风又包含了什么物质呢？

太阳风指从太阳上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流，太阳风一直连续存在，并以200-800km/s的速度高速运动，和地球空气流动不同，它不是由气体分子组成，而是由比原子还小一个层次的基本粒子——质子和电子等组成，高速粒子流动时产生的效应和空气流动十分相似，因此就被称作是太阳风。

太阳风充满了我们整个太阳系，其组成的等离子体也是目前宇宙中最丰富的可见物质形式。

太阳风的密度与地球上风的密度相比显得微不足道，一般情况下，在地球附近的行星际空间中，每立方厘米有几个到几十个微观粒子，而地球上风的密度则为每立方厘米有2687亿亿个分子。

太阳风虽十分稀薄，但它的流动速度远远胜过地球上的风，地球上12级台风的风速是每秒32.5米以上，而太阳风的风速，在地球附近却经常保持在每秒350～450千米 ，是地球风速的上万倍，最猛烈时可达每秒800千米以上。

日球层整体示意图

星际穿越 能看到啥？

在突破了太阳风顶层，也就是日球层之后，飞船就会进入到星际空间，星际空间仍然充斥着等离子体粒子物质形态，但这时的粒子形态已经不再是来自太阳的低能粒子，而是高能的宇宙射线，不过根据旅行者1号的探测分析，在日球层与星际空间交界的地方，仍然存在一个“磁场屏障”，在这个“过度地带”星际物质的密度跃至日球层内部的20到50倍，磁场强度跃升4到5倍，正是这个“磁场屏障”，阻挡了能量较高的银河宇宙线进入日球层当中，所以说日球层就是保护地球免受银河宇宙线侵袭的另一个屏障。

科学家们推测，磁场屏障有可能是日球层内外的磁场通过磁重联等相互作用，形成的一个复杂的动力学系统。

当然“磁场屏障”并非铁板一块，旅行者1号在穿越日球层内部时，曾历经两次银河系宇宙线增强事件，这说明尽管有了层层保护，宇宙线仍然有可能通过什么机制，穿透了磁场屏障， 可以短时少量入侵到日球层内部。

本次公布的观测结果中，所发现的日球层顶附近的丰富而复杂的结构

虽然旅行者1号和2号都已经穿过了日球层，但由于2号的等离子体谱仪仍然在工作，所以探测数据更直接也更精确，通过对比两个探测器的数据分析来看，日球层四周的等离子体并不是均匀分布的，运动状态也不尽相同，也就是说，日球层顶并非像气球的外皮一样，是日球层与星际物质的简单分隔。无论是在星际空间还是在日球层内，在靠近日球层顶的地方都存在着复杂的相互作用过程和动力学结构。

虽然“旅行者 1 号”和“旅 行者 2 号”兵分两路，分别对黄道面以南和以北的日球层顶结构进行了探测，但这些对于勾勒出日球层的完整结构还远远不够。比如两艘探测器所穿越日球层顶的方向，都是日球层与星际物质迎面相遇的那一侧；而在另一侧，日球层顶到底呈现怎样的形态，则尚无定论。

有学者认为，如果星际物质中的磁场占主导地位，那么整个日球层将呈现出椭球状的形状；反之，如果是星际物质的动能或内能占优，则日球层顶的另一侧很可能会像彗星一 样，拉出长长的尾巴，但最近几年，又有许多科学家坚持认为，日球层就是一个近似的球形。

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