在星際探索的征程中，人類對太陽系邊界的認(rèn)知正經(jīng)歷著前所未有的挑戰(zhàn)。近日，一項發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志》的研究，基于NASA旅行者一號探測器長達(dá)48年的飛行數(shù)據(jù)，揭示了太陽系邊緣可能存在一道難以突破的天然屏障，這一發(fā)現(xiàn)或?qū)⒅匦露x人類對星際旅行的想象。

長期以來，科幻作品中的星際航行總被描繪得輕而易舉——只需加速穿越，便能抵達(dá)星辰大海。然而，真實宇宙的物理規(guī)則遠(yuǎn)比想象復(fù)雜。太陽系的邊界并非傳統(tǒng)認(rèn)知中的冥王星軌道，而是太陽風(fēng)層頂（Heliopause）與星際介質(zhì)的交界處。當(dāng)航天器突破這一區(qū)域，才真正進(jìn)入星際空間，而此前穿越木星、土星等行星帶，不過是在太陽系內(nèi)部航行。

作為人類歷史上飛行最遠(yuǎn)的探測器，旅行者一號于1977年9月5日啟程，目前距離地球約233億公里，飛行速度達(dá)17公里/秒。盡管它已在2012年8月25日首次探測到太陽風(fēng)粒子密度驟降，暗示突破了太陽風(fēng)層頂，但科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，僅憑單一數(shù)據(jù)點(diǎn)無法準(zhǔn)確判斷邊界的真實特性。為此，研究團(tuán)隊對其2012年至2023年間傳回的連續(xù)11年數(shù)據(jù)進(jìn)行了聯(lián)合分析，試圖揭開太陽系邊緣的奧秘。

此次分析依賴旅行者一號搭載的兩臺關(guān)鍵儀器：等離子體波科學(xué)儀器（PWS）和宇宙射線子系統(tǒng)（CRS）。通過追蹤航天器與星際介質(zhì)的長期相互作用，科學(xué)家首次完整呈現(xiàn)了太陽系邊界的物理機(jī)制。結(jié)果顯示，突破太陽風(fēng)層頂后，旅行者一號遭遇的星際介質(zhì)壓力遠(yuǎn)超預(yù)期。磁流體動力學(xué)模型擬合表明，太陽風(fēng)層頂外側(cè)存在一層厚度約100天文單位的“磁化等離子體壁壘”，其粒子密度是太陽風(fēng)層內(nèi)的3至5倍，磁場強(qiáng)度達(dá)0.1至0.3納特斯拉。

這層屏障被科學(xué)家稱為“太陽系死亡屏障”，它由太陽磁場與星際磁場相互作用形成，具有極強(qiáng)的粒子減速效應(yīng)。旅行者一號的飛行數(shù)據(jù)印證了這一點(diǎn)：穿越壁壘時，其速度下降約0.3公里/秒，能量系統(tǒng)因持續(xù)對抗阻力，能耗增加27%。這種強(qiáng)烈的阻滯效應(yīng)導(dǎo)致航天器無法按預(yù)期速度脫離太陽系，暗示太陽系邊緣可能存在天然的“禁區(qū)”。

為了量化突破這層屏障的難度，科學(xué)家基于現(xiàn)有航天技術(shù)建立了模擬模型。結(jié)果顯示，以人類目前最快的星際探測器技術(shù)（如帕克太陽探測器的最大速度69.8公里/秒），完全穿越這層壁壘至少需要120年。作為對比，旅行者一號從地球飛到太陽風(fēng)層頂僅用了35年。這一對比凸顯了太陽系邊緣的阻力之強(qiáng)，也讓人類對星際旅行的現(xiàn)實挑戰(zhàn)有了更深刻的認(rèn)識。

科學(xué)家指出，太陽系的“邊界防御”并非簡單的空間劃分，而是一道由磁場和等離子體構(gòu)成的物理壁壘。這種天然屏障的存在，或許能為“為何至今未發(fā)現(xiàn)外星文明造訪地球”提供線索——如果類似屏障在宇宙中普遍存在，星際旅行可能比人類想象中困難得多。不過，目前尚無法確定這一現(xiàn)象是太陽系獨(dú)有，還是宇宙中的普遍規(guī)律。旅行者二號的相關(guān)數(shù)據(jù)對比研究仍在進(jìn)行中，或許未來能為我們揭示更多關(guān)于星際旅行的真相。