科学|太阳系到底有多大？旅行者1号需要这么久才能真正飞出去
在1781年以前 ， 人类一直以为太阳系只有六颗行星 ， 它的边际就在土星的位置 。
直到英国天文学家威廉·赫歇耳发现天王星 ， 人类才意识到自己对于太阳系的认知非常有限 ， 太阳系的边际也从土星轨道的14亿公里扩展到了天王星轨道的29亿公里 。 1846年 ， 天文学家又发现了海王星 ， 再一次将人类认知的太阳系边界扩大到了45亿公里 。
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接下来人类对太阳系的认识就越来越深了 ， 从冥王星到柯伊伯带 ， 再到奥尔特云……太阳系到底有多大？我们要多久才能冲出这个“牢笼”呢？
在衡量一个尺度之前 ， 我们必须要规定一个测量单位 。 对于太阳系来说 ， 用公里来衡量实在有点小材大用 ， 而光年又显得有点杀鸡用牛刀 。 因此 ， 天文学家们规定了一个适合用于衡量像太阳系这样的系统的长度单位：天文单位 。 天文单位的定义就是地球到太阳的距离 ， 也就是大约1.496亿公里 。
让我们从太阳系的最内侧出发 ， 以水星为例 ， 它与的半长轴约为6980万公里 ， 也就是0.46个天文单位；木星的半长轴是5.2个天文单位 ， 也就是7.8亿公里；而冥王星和太阳的平均距离约为59亿公里 ， 这就是大约39.2个天文单位 。 这个距离 ， 即使是在高速公路上的速度 ， 也要6000年的时间才能到达 。
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好在 ， 随着人类科技的发展 ， 航天探测器远远超过了汽车的速度 。
2006年 ， 美国国家航空航天局的新地平线号探测器发射升空 ， 经过近10年的飞行 ， 于北京时间2015年7月14日19时49分飞掠冥王星 。 其飞行速度 ， 达到了每小时8.4万公里 。
现在我们知道 ， 冥王星仅仅是太阳系柯伊伯带的一颗普通的天体 ， 而且是柯伊伯带内距离太阳最近的一颗 。
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柯伊伯带是位于海王星轨道以外的一片区域 ， 最早由爱尔兰裔天文学家艾吉沃斯提出 ， 后来杰拉德·柯伊伯将这个观点完善 ， 因此这片区域也以他的名字来命名 。 他们认为 ， 柯伊伯带充满了微小的冰冷物体 ， 这些都是原始太阳星云残留下来的碎片 ， 没有凝聚成行星 ， 于是散落在这片寒冷的区域 。 据推测 ， 柯伊伯带的直径大约有500个天文单位 ， 也就是750亿公里 ， 这是刚刚发现海王星时的天文学家所完全不敢想象的范围 。 在这片区域 ， 分布着大量的小天体 ， 其中最大的也不超过3000公里 ， 连月球都比不上 。
最早进入到柯伊伯带的天体 ， 其实并不是新地平线号探测器 ， 而是NASA在20世纪70年代发射的旅行者1号探测器 。 1977年9月5日发射的旅行者1号是第一个给人类传回近距离拍摄木星、木星照片的探测器 ， 也是目前人类发射最远的探测器 。
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2012年8月25日 ， NASA宣布“旅行者1号”成为人类历史上第一个进入星际介质的宇宙飞船 。 很多人误以为人类探测器终于逃离太阳系了 ， 但其实并非如此 。 它和后来的旅行者2号 ， 所摆脱的只是太阳的日光层 。
【科学|太阳系到底有多大？旅行者1号需要这么久才能真正飞出去】我们知道 ， 太阳在进行核聚变的同时 ， 还会向外释放非常强烈的辐射 ， 大量高能粒子以160万公里的时速冲向宇宙空间 ， 这叫做太阳风 ， 并且飞得越远 ， 密度越低 ， 所以能量也越弱 。 同样的 ， 在宇宙中 ， 还有其他天体释放的辐射 ， 在宇宙中交织起来 。 在距离我们大约120个天文单位的位置 ， 太阳的辐射和宇宙辐射达到了平衡 ， 这样的位置就叫做日光层 ， 厚度约为0.5天文单位 。 在这里 ， 等离子体的密度比其他区域高了80倍 ， 而且两股势力来回的拉锯也导致这片区域非常不稳定 。
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