「先驅者」探測器疑發現不明物理現象(圖)

先驅者10號探測器飛離太陽系效果圖(網路圖片)

近日，美國航空航天局先驅者10號和11號探測器的科學家們似乎解開了困擾了三十年的一個難題，這個神秘的問題被科學家稱為「先驅者異常」，即先驅者10和11號探測器出現異常減速現象。而科學家原先認為，這可能是宇宙空間中某種未知的物理現象或引力場作用的原因。然而，根據美國宇航局威廉亚洲官网 的分析：這可能是由於先驅者10/11號探測器上放射性電池異常發熱所致。

1972年美國宇航局發射的先驅者10號和次年的先驅者11號，主要任務是探索小行星帶，木星，土星以及他們的衛星群，這些任務都在幾年內就能完成了，而先驅者探測器還是在完成任務後繼續向太陽系外飛去，而美國宇航局噴氣推進實驗室負責與探測器進行無線電聯繫，並接收探測器沿途發現的數據。在1980年，天文學家約翰安德森完成了一個極為複雜的演算法，使得後來噴氣推進實驗室的科學家可以使用探測器的無線電數據來研究太陽系外圍的引力影響。

但它似乎沒有發揮應有的效果，或者說，約翰安德森注意到利用這種演算法可以預測到在多普勒頻移之間存在極小的差異。而來自先驅者探測器的無線電信號顯示也證實了這個差異。這個數值上差異大約是重力加速度的100億分之一倍，數量級在-10次方。這個極為微小的差異，使得科學家們在隨後的幾十年內不斷地提出各種解釋，有的科學家認為，這是由於在如此遠的宇宙空間內，引力的性質可能存在微小的變化，因此需要修正我們的引力理論才能找出答案。

但直到過去幾年的中，科學家才發現先驅者探測器上的放射性同位素熱電機最有可能是罪魁禍首。具體的說，探測器上的同位素熱電機產生電能的同時，也將其餘的熱量輻射到宇宙空間中，而輻射量的不均勻性，會導致在探測器周圍的某個方向上的熱量比其他方向的上多。當科學家得出在猜想後，就要進行詳細的計算，以驗證在種輻射量得不均勻性會產生多大的影響，結果表明：只要有5%的輻射差異，就可能導致「先驅者異常」的現象發生。

來自加拿大的一名程序員尤托特和噴氣推進實驗室的科學家斯拉瓦共同在2010年的4月將這個想法寫成書面材料。但是，噴氣推進實驗室的部分科學家認為：如果在異常是由於探測器的熱輻射量所造成的，那麼在異常將隨著同位素電機中鈈的衰變而逐漸消失。而且這個問題噴氣推進實驗室也曾考慮過，早前關於熱輻射量的科學家表示計算結果並非如此。

然而，在去年，義大利研究人員洛倫佐發表了一篇論文，主要論述的是「先驅者異常」現象並不是由行星的引力或者引力在大尺度宇宙空間中表現出未知的特性所致。洛倫佐詳細研究了先驅者探測器路線上三個海王星衛星的軌道參數，分別是海衛一（Triton），海衛八（Proteus）和海衛二（Nereid），其中海衛一的質量最大。結果顯示：軌道參數沒有顯示出類似的擾動。在2011年4月，葡萄牙科學家費德裡科與其同事里斯本核研究所電漿體實驗室中，使用計算機進行建模分析，結果顯示：先前的熱計算模型存在錯誤，也就是說，探測器同位素電機在探測器周圍貢獻的熱輻射量的公式存在問題。

具體來說，費德裡科在重新考慮並設計了相關模型後認為：熱輻射量的問題不僅僅是放射性同位素電機產生，雖然說這部分輻射量是較大的一部分，但是，也應該在考慮這些熱輻射量作用在探測器外部各個結構上所產生反射作用，也就是說，探測器外部結構所反射的微小熱輻射量將對結果產生重大影響。目前，噴氣推進實驗室科學家斯瓦拉和其他同事對先驅者探測器傳回的數據記錄進行搜索分析，新的報告認為：先驅者探測器存在的異常減速現象正是由於這個原因產生的。

更有趣的是，目前所有的分析進展似乎與十幾年前分析方向相反，過去的分析方向一直認為是引力在其中扮演了重要作用，目前的結果還發現：這個減速的量化指標與鈈-238的衰變指數相當，而鈈-238也正是探測器上放射性同位素的原料。所以，噴氣推進實驗室威廉亚洲官网 的結論認為：困擾任務小組將近30年的「先驅者異常減速」現象則是由放射性同位素電機產生的探測器周圍空間輻射各向異性所造成的。目前正在提交美國宇航局進行最後的審定。