概述

研发历史

新探测器发射

2008系外行星重要探测结果

概述

作为人类已经发射的最重要的两枚系外探测器，旅行者号探测器已经触及了太阳系的边界，一个原本只存在于天文学家理论推想之中，却从未被真正发现过的地区。科学家预计，它们很快就将离开太阳系，继续改写人类行为能达到最远位置的纪录。然而旅行者号并非人类所进行的太阳系外探索工作的全部。在它们之前，先锋10号和先锋11号已经踏上了没有终点的征途。与此同时，新一代系外探测器也正在紧锣密鼓地研制之中。除了它们，科学家还利用各种形式的望远镜，窥探着宇宙的秘密。中国空间技术设计研究院研究员庞之浩将旅行者1号、2号统称为“走马观花似的航天器”，与之同类群的还有先锋10号、11号。这四个探测器都负载着冲出太阳系的任务。

研发历史

之所以将这类航天器命名为“走马观花似的航天器”，是因为它们都不是专用探测器。“旅行者2号先后探测了土星、木星、冥王星后，才去探测太阳系外。”庞之浩指出，旅行者号在走马观花后，又将探测太阳系外世界。

两枚旅行者号飞船形制大体相同，重约825千克，是先驱者号的3倍多。它配有直径3.66米的地球抛物线天线，还携带着用于探测宇宙线、行星磁场、行星大气成分等11种探测器。此外，旅行者还装备了放射性同位素热电机组，这是供其在远离太阳的黑暗、寒冷空间中所用的。

这两枚宇宙探测器要做的事实在太多，除了沿途不断地给太阳系拍照外，它们还被寄予厚望，希望能在飞行过程中碰到外星智慧生命。事实上，在发射旅行者号之前，NASA还曾发射过先锋者10号和11号两枚宇宙探测器。它们的最终目标也是飞出太阳系。为此，这四种探测器都携带着“地球名片”，以期在遭遇外星智慧生命之后，能作一引见。

和“先驱者”系列不同，旅行者系列携带的不再是简单的“地球名片”，而是一整套记录地球上各种典型代表意义的声音和图片，也就是被称为“地球之音的”唱片。人们期望，有朝一日，它们会被宇宙中的外星智慧生命截获。

由于飞行轨道不同，1979年3月旅行者2号率先到达木星上空，继而于1980年11月飞跃土星。旅行者1号则在1979年7月飞跃木星，1981年飞跃土星。

31年时间里，这对“孪生兄弟”立下了赫赫功勋。正是它们对木星和土星的考察，才使得人们对这两个大行星的认识有了很大提高。它们还发回了数以万计的清晰照片。

不过，在它们先后访问土星后，两兄弟就分道扬镳了。其中旅行者1号向上飞出了太阳系诸行星的轨道平面，目前它已经成为离地球最远的人造天体。旅行者2号则在越过土星后，又继续访问了天王星和海王星。最后，它也飞出太阳系诸行星的轨道平面。不过，由于飞行轨道的不同，它多走了许多弯路。

当然，两枚旅行者号的终极使命就是冲出太阳边界，达到更远的距离。而发射于1972年的“先锋10号”，如今也已飞出太阳系，但在2003年，科学家挥手与之告别时，NASA喷气推进实验室发现，它竟已偏离预定航向40万千米。而发射于次年的“先锋11号”也是“谬以千里”。科学家们相信，如果这个偏离问题不是出在飞船本身或跟踪站身上，而且此后别的探测器依然故我，继续偏离，那我们就要下定决心，大力批判广义相对论的思想根源了。有趣的是，喷气推进实验室的约翰·安德森之所以在上世纪70年代发现“先锋”探测器的异常，也是为了寻找太阳系外层的未知行星。他们发现了一个比地球引力弱100亿倍的力。

太阳系能在扑朔迷离中安然行走，靠的是称为“太阳风鞘”的巨大磁场削弱宇宙射线。宇宙射线与气候有关。进化生物学也发现，到达地球的宇宙射线强度与基因突变率等生命演化有密切关系。“研究人员正希望通过继续观测旅行者号所传回的数据，获悉异常宇宙射线和宇宙射线的强度变化。

此前，对格陵兰岛和南极冰核的研究发现，14万年前宇宙射线强度比现在高大约20%-40%。2006年，美国科罗拉多大学的帕夫洛夫计算出：当太阳系穿过极密的星际云时，到达地球的宇宙射线剧增，能将“太阳风鞘”压缩到几乎只有地球绕日轨道的大小。这样一来，全球臭氧层将顿失四成。

SKA全称为“1平方千米阵射电望远镜”，试图建造出世界上最强大的射电望远镜阵列。它将由上百架绵延3000千米的射电望远镜组成，能使探索太空的视界扩大无数倍。

“太阳风鞘”之外就是星际空间。旅行者1号将从“太阳风鞘”最薄的地方飞出去。这样才算真正飞出了太阳系。目前，NASA预计，旅行者这两艘飞船将至少运行到2020年。届时，旅行者1号飞船将能够悄悄地飞临147个天文单位外的宇宙空间。旅行者号毕竟是以太阳系内探测为主，它们无法近距离经过任何恒星———去最近的达半人马座α星也需要几万年。

新探测器发射

NASA官方网站的消息说，星际边界探测器（IBEX）将于今年夏天发射，这一探测器的使命就是为了探索激波边界和太阳风鞘。美国圣安东尼奥西南研究学院麦克康马斯是该项目的领导研究人员。他指出，IBEX将带有高能中性原子分析器（ENAs），可以捕捉太阳风鞘与星际空间的各种变化。而美国约翰·霍普金斯大学的拉尔夫·麦克纳特正与喷气推进实验室一起计划一艘“创新星际探测器”（IIE）。它有望于2014年发射。它能在25年内飞到200个天文单位之处。估计太阳作用的边界在125个天文单位之外。2040年，它将一窥星际空间。

2008系外行星重要探测结果

在2008年，国际系外行星探测取得的重要探测结果有：

2月14日：利用微引力透镜方法，Gaudi等探测到距离太阳系约1500秒差距（1秒差距约为3.26光年或206265 AU）的恒星OGLE-06-109L系统的两颗行星，质量分别为0.71个和0.27个木星质量，分别位于2.3AU和4.6AU处，其构型有些类似太阳系的木星与土星。

6月2日：利用微引力透镜方法，Bennett等探测到目前除脉冲星系统外质量最小的系外行星MOA-2007-BLG-192Lb，质量为3.3个地球质量，其主星质量只有0.06个太阳质量。

6月16日：利用视向速度方法，又有5颗几个地球质量大小的行星被探测到，其中Mayor等发现恒星HD40307系统同时具有3颗行星，大小只有4.2个、6.9个和9.2个地球质量，分别位于周期为4.3天、9.6天和20.5天的轨道上。对该行星系统的动力学研究表明，这3颗行星很可能是类似地球的具有固态表面的行星。

11月13日：有两个行星系统的4颗行星被直接成像，其中Kalas等发现恒星Fomalhaut系统在115AU轨道上的一颗行星，质量小于3个木星质量，该行星曾在2005年被发现该系统外围物质盘时被预言；Marios等发现恒星HR 8799周围的3颗巨行星，质量在5～13个木星质量范围，分别在距此恒星24AU、38AU和68AU的轨道上，在其外围也观测到物质盘。该行星系统的形成可能是由于引力不稳定机制，这两个系统主星的寿命大约为1亿年。通过这两个行星系统的直接成像，显示了类似太阳系外围有物质盘的共同特性。

12月10日：Swain等对恒星HD 189733的一颗行星进行光谱分析，发现该行星大气中存在水、一氧化碳、二氧化碳和甲烷。一般认为，水和碳化合物是形成生命不可缺少的物质。该发现对地外生命的研究有重要的意义。

根据目前观测到的系外行星的统计表明，有6%以上的恒星具有类似木星的气态巨行星，而具有较小质量的类地行星则概率更高。此外，恒星大气中除氢、氦以外的其他元素含量较高的恒星拥有行星的概率较高。最近对不同质量（或光谱型）恒星的观测表明，行星拥有率与宿主恒星质量成正相关。