星际飞船越飞越慢,太阳系边缘有什么力量在阻止?

迄今为止,美国宇航局(NASA)发射了五艘无人星际飞船——先驱者10号(1972年发射)、先驱者11号(1973年发射)、旅行者2号(1977年发射)、旅行者1号(1972年发射,晚2号半个月)和新地平线号(2006年发射)。这些星际飞船在结束太阳系探测任务之后,朝着太阳系边缘进发,不再回来,它们作为人类的信使将会在星际空间中不断穿行。

然而,随着星际飞船逐渐远离太阳,它们的速度也在逐渐变慢。那么,这是怎么回事呢?难道太阳系边缘有什么神秘力量在阻止它们吗?这些星际飞船的速度最终会减慢到无法飞出太阳系吗?

事实上,太阳系边缘不存在什么神秘的力量。在靠近太阳系边缘的地方,存在一个被称为奥尔特云的区域,它笼罩着整个太阳系,其中存在不少的彗星、尘埃和水冰颗粒,它们都是源于早期太阳系。奥尔特云的范围非常广,从距离太阳大约2000天文单位(0.03光年)的地方,一直延伸到至少距离太阳6.3万天文单位(1光年)的地方。

如果星际探测器在奥尔特云中穿行,它们可能会受到一定的阻力,速度会被降低。考虑到空间非常空旷,星际探测器遇到的阻力其实会非常小,速度降幅十分有限。

不过,目前还没有哪一艘星际探测器已经进入奥尔特云,飞得最远的旅行者1号目前距离太阳才只有147天文单位(219亿公里)。旅行者1号以现在17公里/秒的速度继续飞下去,还需大约517年的时间才能飞抵奥尔特云。

星际飞船的速度一直在降低,发挥阻力作用的不是什么未知力量,而其实是太阳引力。太阳的引力作用范围可达数十亿光年,虽然星际飞船已经远离太阳,但它们仍然没有逃出太阳的引力作用范围,太阳的引力试图把它们拉回去,所以导致它们的速度变慢。

但由于星际飞船飞得足够快,它们的速度始终要快于它们所在位置的太阳系逃逸速度。因此,太阳的引力无法把它们拉回来。在太阳引力的作用下,星际飞船的速度还会进一步变慢,但下降幅度非常有限,它们最终能够冲突太阳系,飞到银河系的茫茫星际空间中。

当初闯入太阳系的星际天体——奥陌陌,由于它的飞行速度很快,太阳引力无法将其俘获。同样地,它在飞离太阳系时,速度也会越来越慢。

在太阳引力的作用下,奥陌陌的速度从近日点的88公里/秒(2017年),已经下降到目前的30公里/秒,未来速度还会进一步降低。当奥陌陌飞抵奥尔特云时,它的速度将会下降到26.3公里/秒。