這是旅行者號探測的太陽系邊界!一個巨大的"氣泡"將太陽系包裹

薛定諤的貓 2021/08/14 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

在2018年11月,旅行者2號穿過了一個被稱為日球層頂的區域,這個區域是太陽風與星際介質相互作用形成的邊界區域,所以穿過這個區域,就會擺脫太陽的磁場,從而正式踏入星際空間。

l那這個區域,日球層頂,到底是什麼呢?

它是不是太陽系的邊界?

關於太陽系的邊界呢,其實有兩種定義:一個是由太陽的引力影響來定義,一個則是以磁場來定義!

引力定義的太陽系邊界:奧爾特雲

以太陽引力來定義的邊界,其實我們並不是很確定,它到底在哪!因為以我們目前的科技,我們還無法走出太陽系,所以我們並不能確定太陽系的引力到底延伸到了哪!

但理論是認為, 奧爾特雲應該是太陽引力影響最遙遠的一個區域!這裡聚集著我們從未瞭解的未知天體!

奧爾特雲是一個球形結構,它就像一個巨大的球殼那樣,包裹著太陽系!這個球形結構的內側,距太陽大約5千個天文單位(AU),外側約為10萬個天文單位(AU)!

一個天文單位是1.5億公里,也就是地球到太陽的平均距離!

所以換算成公里的話,也就是從5千乘以1.5億公里開始,我們才能進入奧爾特雲,以目前人類發射最遙遠的探測器旅行者來說,在2018年穿過日球層頂後,它大概還需要再飛行300年,才能到達奧爾特雲的內側!

而到達後,再飛行個9.5萬乘以1.5億公里,它才能走出奧爾特雲,即飛離太陽系!

但那時,旅行者探測器的能量也早已耗盡,所以即便它觀測到了奧爾特雲,我們也無從知道奧爾特雲是否真實存在!

目前, 能證實奧爾特雲的間接的證據好像就只有長週期彗星的解釋。

彗星呢,以200年為界限,可分為長週期彗星和短週期彗星兩種!

短週期彗星具有較短的軌道半徑且軌道基本維持在黃道面內,其發源地,主要是在海王星週邊的柯伊伯帶之內!

但對於長週期彗星,卻不能用柯伊伯帶這樣的發源地來解釋!

因為長週期彗星的週期往往可達數千年甚至更久,像1999年3月發現的一個名為C/1999 F1(卡特琳娜)的彗星,其軌道週期長達百萬年,

C/1999 F1 軌道這也是人類目前發現週期最長的一個長週期彗星!

所以像這樣的彗星,其發源地應該是在比柯伊伯帶更為遙遠的地方,並且, 這類彗星的軌道並不遵循黃道面!因為它是從各個方向進入內太陽系

所以,它的發源地也應該不是像柯伊伯帶這樣的盤狀平面,而是分佈在各個方向的 離散球狀結構!即奧爾特雲!

所以,從長週期彗星的起源來說,奧爾特雲應該是存在的!但就像前面所說,目前還沒有探測器到達過這裡!所以關於這裡到底什麼樣,我們並不清楚!

磁場定義的太陽系邊界:日球層頂

人類探測器目前到達過最遙遠的地方,一個是柯伊伯帶,一個則是日球層頂!柯伊伯帶是由新視野探測器探測,而日球層頂則是旅行者1號和2號探測!

日球層頂是被定義為太陽磁場所到達的最遠范圍!所以,以磁場定義的太陽系邊界,便是日球層頂!

那什麼是日球層頂?

太陽每時每刻都會向外輻射出高能的帶電粒子,這個稱為太陽風!太陽風以超音速的速度離開太陽表面,席捲整個太陽系,當它到達一定距離後就會停滯,從而不斷地在這個區域聚集,形成所謂的日球層!

日球層的存在就好像太陽吹出的巨大氣泡那樣,把整個太陽系包裹在內,使太陽系的物質與星際空間中的物質相互隔離!而隔離的邊界便是日球層頂,即太陽風與星際介質相互交匯的區域!

所以出了這個區域,便是真正地脫離了太陽風的掌控,從此踏入所謂的星際空間!

日球層的位置

在旅行者探測之前,我們並不確定日球層頂距我們到底有多少距離!也就是太陽風與星際介質相互交匯的區域到底在哪?

2012年8月和2018年11月,旅行者1號2號給出了答案!

旅行者1號和2號有個專門用來探測等離子體的探測儀,這個探測儀可以探測周圍等離子體的密度以及速度等相關資訊!

在2012年8月和2018年11月,旅行者1號和2號分別從不同的方向穿過了日球層頂,在穿過時,探測器都探測到了太陽風停滯區,即太陽風速度將至零以及星際高能粒子密度增強的區域,所以通過這樣的探測,研究人員最終確定他們是穿過了日球層頂進入了星際空間!

旅行者1號和2號 從不同方向穿過日球層頂穿過這個區域時,旅行者1號距地球大概113個天文單位,而旅行者2號距地球大概120個天文單位。

所以,太陽風與星際介質形成的邊界區域應該是在距地球約120個天文單位的地方!

但這個距離,並不是日球層的整體大小!

日球層的形狀並不是標準的球形結構,因為太陽不斷在在銀河系中穿梭,所以日球層可能是像彗星那樣具有拖尾

但旅行者1號和2號穿過的區域則是日球層的前半部,而目前還沒有探測器從尾部穿過日球層!所以,現在我們對這個包裹我們巨大氣泡的整體結構,還是不夠清晰!只是知道它確實在那裡!

 

解讀科學知識,探索科學趣聞,感受科學魅力,我是天空之城,喜歡我的文章,歡迎来到【哇!真的第一次見哎】點贊分享,大家下次見!

 
搶先看最新趣聞請贊下麵專頁
用戶評論
你可能會喜歡