年9月,旅行者2号发射的16天后,由美国国家航空航天局研制的旅行者1号于肯尼迪航天中心踏上了它驶向未知的漫长旅途。发射该航空探测器旨在对带外行星进行近距离观测,观测内容包括带外行星的大型卫星,以及它们神秘的行星环系统。较之旅行者2号卫星,旅行者1号的行进轨道有着些许不同:前者在通过土木两大气态巨行星后,利用了每年出现一次的特定行星排列位置,并在该行星位置持续的短短数周之内,通过引力弹弓效应继续驶向天王星和海王星;后者则选择了更快更直接的飞向土星、木星的道路。
旅行者1号第一批传回地球的图像之中,有一张展现了呈新月型的地球与静静悬在无垠深空之中的月球。照片中,月球位于上半部分,而我们蔚蓝母星上东亚大陆和西太平洋的轮廓也模糊可见。这张无与伦比的照片是其同类照片中由航天器拍摄的第一张,摄于年9月18日,此时旅行者1号距地球英里。
得益于其直指目标的运行轨道,旅行者1号仅花费了约一年六个月,便于年接近了我们太阳系第一个、也是最大的气态行星——木星。自开始接近木星起,到最终飞离木星,探测器拍摄了近张照片。通过延时摄影,探测器得以记录下了在60天的一个周期内木星的变化,并向我们呈现了木星大气在行星环中旋转的奇观。可以说,这些照片的意义超越了此前所有从地球拍摄的木星照片。此次观测过程中,滤色器也是首次被引用于木星气旋“大红斑”的拍摄中,照片展现了木星气旋激烈、汹涌的本质。
此外,借助环绕在大红斑周围的白色斑点,我们也得以进一步了解了木星那画满条纹、同弹子球般的大气层。旅行者1号还对木星行星环进行了有史以来的第一次观测,行星环边缘距木星可见气层约英里,在获取的照片中,薄薄的木星环仿佛一条黯淡的丝带,优雅地穿过照片中心。值得一提的是,由于航天器在长达11分钟的照片曝光过程中的运动,照片背景中的星星看上去如同损坏了的回形针,拖出了长长的星轨。
旅行者1号不仅仅探测了木星,还拍摄到了许多神秘的气态行星,例如从这张图片中我们看到的“火山月亮”IO,从模糊细部可观察到卫星表面遍布的古老火山痕,IO是除地球以外观测到的第一个有火山运动的卫星,通过不同的相机滤镜,可见卫星暗部外边缘的巨大羽状轮廓,其特写图像还可见其丰富的色彩,这些色彩被认为是来自同素异形体和硫化合物,而上面的黑点可能来自熔岩流或火山口。而其他卫星,如木星最大的卫星木卫三也首次暴露其粗糙的表面特征,露出巨大的山脊凹槽和撞击坑,散布在冰冷的厚厚地壳上。
经过数月的探测,旅行者1号最终于年4月初完成飞越,并继续在太阳系的第二大气态行星周围飞行近20个月,最终于年11月9日到达环形世界土星。这张模糊的照片显示出土星暗部和亮部的旋转云,它是一个巨大而华丽的光环,还有两颗巨大的神秘气态卫星。在旅行者1号飞行期间,还邂逅了土星最大的卫星土卫六Titan,增强后的照片可见Titan朦胧的富氮大气,科学家们推测其卫星表面可能存在含液态甲烷和乙烷的海洋,而这一推测也在年卡西尼号的飞行任务中被证实。
卡西尼号在距离旅行者1号最近的8个小时中拍摄到了行星环系统的照片,并揭示了数百个由数万亿个小冰粒以及更大的散落巨石组成的宏伟的或明亮和或黑暗的圆环。在旅行者1号飞行期间,它收集了大量数据,并发现了3颗未知的卫星。从那时起,它的主要任务也已经完成,其航天器也永远不会再接近另一个天文物体了。但在年2月,大约40亿公里之外的旅行者1号应天文学家卡尔·萨根的要求被美国国家航空航天局(NASA)最后一次将相机对准太阳并拍摄了一系列被称为太阳系全家福的照片。这张镶嵌的图片由60帧照片组成,放大就可看到金星、地球、木星、土星、天王星和海王星,这是我们看到的第一张太阳系肖像照,著名的地球照片也为人所知。
当图像传回至地球后,我们的星球就像是巨大散射光中的一个小蓝点。工程师关闭航天器中的相机,增加其它仪器的动力,这些仪器仍继续着他们的未知之旅的探索。年12月16日,距离土星交会已过去24年,旅行者一号穿过一个叫做“终端激波”的区域,这里太阳风接触到星际风而急剧减速升温。航天器经过动荡的日鞘,这是太阳系周围带电粒子形成气泡的边界。年8月25日,旅行者一号成为进入星际空间的第一个人造航天器。据NASA,这艘不可思议的航天器仅于5年前建成,但能从距离太阳亿英里远的地方收集数据,探测太阳系外宇宙线的强度。在年前,航天器都能给仪器提供足够的动力。它将在宇宙空间穿越,最终约4万年后,它将到达距小熊星座1.7光年范围内星体上。
相关知识
行星是绕恒星或者恒星遗迹轨道运行的天体,巨大的质量能够使其被自身引力环绕,但还不足以引起热核聚变,国际天文联合会还(并非所有行星学家)认为行星周围星子已被清除。行星是一个古老的术语,与历史,占星术,科学,神话和宗教有关。在早期的文化中,他们通常被认为是神圣的,是神明的使者。随着科学知识的进步,人类随行星的认知有所改变,吸纳了许多不同的看法。年,国际天文联合会正式通过一项关于定义太阳系内行星的决议。
这项决议存在争议,因为他们以轨道及位置为依据排除了很多行星质量天体。尽管年前发现的行星体中有八个仍属于现今的行星定义范围内,但有一些天体,如谷神星,智神星和灶神星(每一个都是太阳系中小行星带的星体),冥王星(第一个发现的外海王星星体),这些曾经被科学家认为属于行星,在现今的行星定义下却不再是行了。