一個稱為“先驅(qū)者異?!钡纳衩氐膯栴}困擾了科學家近三十年,即即先驅(qū)者10和11號探測器出現(xiàn)異常減速現(xiàn)象。近日,科學家們似乎解開了這個謎團,這可能是由于先驅(qū)者10/11號探測器上放射性電池異常發(fā)熱所致。而不是之前認為的宇宙空間中某種未知的物理現(xiàn)象或引力場作用的原因。
1972年美國宇航局發(fā)射的先驅(qū)者10號和次年的先驅(qū)者11號,主要任務是探索小行星帶,木星,土星以及他們的衛(wèi)星群,這些任務都在幾年內(nèi)就能完成了,而先驅(qū)者探測器還是在完成任務后繼續(xù)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(lián)系,并接收探測器沿途發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)。
(先驅(qū)者10號探測器飛離太陽系效果圖)
在1980年,天文學家約翰安德森完成了一個極為復雜的算法,使得后來噴氣推進實驗室的科學家可以使用探測器的無線電數(shù)據(jù)來研究太陽系外圍的引力影響。約翰安德森注意到利用這種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(qū)者探測器的無線電信號顯示也證實了這個差異。這個數(shù)值上差異大約是重力加速度的100億分之一倍,數(shù)量級在-10次方。這個極為微小的差異,使得科學家們在隨后的幾十年內(nèi)不斷地提出各種解釋,有的科學家認為,這是由于在如此遠的宇宙空間內(nèi),引力的性質(zhì)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(fā)現(xiàn)先驅(qū)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(chǎn)生電能的同時,也將其余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后,就要進行詳細的計算,以驗證在種輻射量得不均勻性會產(chǎn)生多大的影響,結(jié)果表明:只要有5%的輻射差異,就可能導致“先驅(qū)者異?!钡默F(xiàn)象發(fā)生。
但如果存在的異常是由于探測器的熱輻射量所造成的,那么在異常將隨著同位素電機中钚的衰變而逐漸消失。去年,意大利研究人員洛倫佐認為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。
費德里科在重新考慮并設(shè)計了相關(guān)模型后認為:熱輻射量的問題不僅僅是放射性同位素電機產(chǎn)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(jié)構(gòu)上所產(chǎn)生反射作用,也就是說,探測器外部結(jié)構(gòu)所反射的微小熱輻射量將對結(jié)果產(chǎn)生重大影響。
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(jié)果還發(fā)現(xiàn):這個減速的量化指標與钚-238的衰變指數(shù)相當,而钚-238也正是探測器上放射性同位素的原料。所以,最新的結(jié)論認為:“先驅(qū)者異常減速”現(xiàn)象則是由放射性同位素電機產(chǎn)生的探測器周圍空間輻射各向異性所造成的。