飞行178亿公里，飞船撞上3万度“火墙”，人类无法飞出太阳系吗？

差不多整整44年前，美国宇航局（NASA）发射了旅行者2号无人飞船，它被天文学家寄予厚望。由于旅行者1号中途意外改变飞行轨道，在探测两大气态巨行星木星和土星之后，取消了原计划对两大冰巨行星天王星和海王星的探测。

在飞掠两大气态巨行星之后，旅行者2号继续飞往两大冰巨行星，发回了前所未有的探测数据。此后一直到现在，人类再也没有去探测过天王星和海王星。

按照离开地球时，火箭给予旅行者2号的速度，它最终会以偏心率很高的椭圆轨道绕着太阳公转。但随着旅行者2号飞掠木星之后，通过引力弹弓效应加速，获得了足够快的速度来摆脱太阳引力的束缚。

旅行者2号不断朝着太阳系深处进发，去往人类从未到过的未知领域。当旅行者2号飞行到178亿公里外时，它撞上了一堵“火墙”。该火墙由数万度高温的等离子体组成，那么，这是不是太阳系的边界呢？它会不会阻止旅行者2号飞向星际空间呢？

海王星是目前已知离太阳最远的行星，但那里并非是太阳系的边界。在海王星外面还有布满小行星的柯伊伯带，距离太阳45亿至75亿公里，此前被踢出九大行星的冥王星就位于此。在柯伊伯带更远的地方，还有分布着零星冰冻天体的离散盘，那里最远离太阳160亿公里。

太阳系与星际空间之间并没有明显的分界，要界定太阳系的确切大小不是一件容易的事情。一般来说，我们可以通过两种力量来定义太阳系的范围，一个是太阳风，还有一个是太阳引力。

从狭义上来说，太阳系的边界可由太阳风来定义。太阳把高能带电粒子抛射到太空中，形成强大的太阳风。当这些高能粒子进入太空深处，与来自太阳系外的星际介质相遇时，从最初的200至800公里/秒迅速降下来，直到停止，这个边缘被称为太阳风层顶。

当旅行者2号距离太阳约178亿公里时，来自太阳的粒子逐渐消失，而来自星际空间的高能粒子密度突然升高了20倍，那里的宇宙辐射非常强烈。不仅如此，温度还高达3万至5万度。在那里，原子核外的电子被电离成自由电子，由此形成了高温等离子体“火墙”。

这个高温火墙的存在出乎意料，引发人们担忧探测器能不能飞出太阳系，以及未来人类能不能进入星际空间。旅行者2号传回地球的探测数据不禁让人感到失望，难道人类真要被困在太阳系中吗？

就目前来看，这堵火墙是安全的，比旅行者2号飞得更快的旅行者1号早已穿过去了。火墙的温度确实非常高，但对飞船所能造成的危害其实是非常有限的，更不会让飞船汽化掉。

人造材料的最高熔点不到5000度，在数万度的高温下，任何已知的材料都应该会汽化，形成等离子体。然而，在火墙这样的数万度高温环境中，飞船可以安然无恙。至于原因，就需要涉及到温度的定义了。

温度本质上反映的是粒子的热运动剧烈程度，粒子速度越快，温度越高。火墙中的粒子运动速度很快，使其温度可以达到几万度。然而，火墙中的等离子体非常稀薄，要比地球表面的空气稀薄得多，所以飞船在那里只会接收到极少的热量，温度也就不会大幅升高。

因此，旅行者2号可以安全地从火墙中穿过。不过，旅行者2号还没真正意义上飞出太阳系，因为广义上的太阳引力主宰半径可达1光年。太阳系被巨大的奥尔特云所笼罩，它起始于距离太阳3000亿公里的地方，直至1光年（将近9.5万亿公里）外的太阳系边界。

以旅行者2号目前每秒15.3公里的速度，它预计会在580年后进入奥尔特云，然后于2万年后离开奥尔特云，真正飞出太阳系。旅行者2号没有目的地，它未来就像太阳以及银河系中的另外上千亿颗恒星那样，绕着银心公转。