太阳系在星际空间中的真实运动轨迹

文章作者:bianji3 | 2017-05-09
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在星际空间中太阳系的真实运动轨迹:

之前的工作表明,太阳在穿过星际空间时,和其他星系一样,太阳风会使太阳背后有像彗星一样的尾巴。在星际空间看,太阳是个“散发小哥”。

而最新研究表明,太阳的“发型”丝毫不乱!

太阳风就是太阳不断释放出带电粒子,流经太阳系到达海王星的轨道。日球层是太阳风和太阳的磁场,作为保护太阳系的泡沫,使它免受宇宙射线的伤害。日球层横跨230亿英里(370亿公里),太阳带着整套“装备”,穿过星际空间。

尽管先前的工作表明,太阳在穿过星际空间时,它有像彗星一样的尾巴,一直伸展到太阳系后面。而最新的研究表明:太阳的日球层(Heliopause),也就是它的磁场下的泡沫,延伸到海王星和冥王星之外,它的形状应该是圆形的,并非展开像一颗彗星的尾巴。

Credit: Dialynas, et al. (left); NASA (right)Credit: Dialynas, et al。 (left); NASA (right)

希腊雅典科学院的空间科学家、该研究的第一作者科斯塔斯·戴安纳斯在报告中说:“日球层不是一个很长的、像彗星一样的尾巴,这个大致泡沫形状的日球层,是由比过去预期的强大得多的星际磁场、以及粒子之间的压力、日球层外部区域的磁压力(称为日鞘)的比值很高而形成的。”

新的研究工作,结合了美国宇航局卡西尼号任务(目前正在环绕土星)的数据,及该机构的星际边界探测器(IBEX)的观测——检测从一个地球之上的偏心轨道反弹回来的粒子。研究人员还结合了旅行者1号宇宙飞船——第一个且唯一进入星际空间的人造物体,以及旅行者2号——即将成为第二个进入星际空间的人造物体的数据。两个宇宙飞船都已进入日鞘——日球层外缘附近的区域,太阳风碰到星际介质时,在此区域就会减速和放缓。

研究人员发现,在卡西尼号原本为捕获被困在土星磁场中的离子的仪器,也可用来捕获从日球层遥远的边界反弹回来的中性粒子。当离子(带电粒子)到达日球层的边缘,它们能够同外面的中性气体原子交换电荷,它们有时会飞回内部作为快速中性原子,这也是IBEX以前用来调查日球层的一种机制,研究人员写道。

天文学家观测到其他恒星系统背后像彗星一样的长尾,看起来,太阳系可能就是以相似的结构运行。但新的研究表明,太阳不是这样运行的。从左上方看,顺着逆时针方向,这些恒星系统是猎户座、BZ凸轮和鲸鱼星座中的薴藁增二。

因离子需要旅行很远距离,才可到达太阳系的边缘,它们需要数年才可反弹并返回。因此,在太阳11年周期中太阳风的变化要经过很长时间的延迟才可有所反应。研究者比较了反射回来的信号,发现从两端反射回来的粒子好像只需要两到三年返回,双端都匹配了它们反映的太阳活动周期的部分。这一发现表明,日球层的鼻子和尾巴彼此距离相等。

约翰·霍普金斯大学负责旅行者号和卡西尼号任务的科学家、论文合作者之一汤姆·克里米吉斯在报告中说:“倘若日球层伸出如同彗星一样的尾巴,我们觉得太阳活动周期的模式会出现在中性原子测量之后,”可太阳有像彗星一样很长的尾巴科学家们并没有发现。

研究人员在一份报告中说,令人惊讶的是这个圆形的形状,因为他们已经看到其他恒星有着彗星一样的长尾。可在这种情况下,研究人员提议,或许星际磁场可以强大到足以推动太阳保持泡沫状。

旅行者号以及美国宇航局华盛顿总部IBEX项目科学家阿瑞克·波斯纳在报告中说:“旅行者1号和旅行者2号、卡西尼号任务和IBEX提供给科学界的数据,给研究离太阳十分遥远的太阳风提供了重要支撑”。

“随着我们继续从日球层的边缘收集数据,将会更好地理解星际边界——它可以帮助保护地球环境免受宇宙射线的伤害,”波斯纳说。(波斯纳没有参与这项研究。)

 

 

 

 

 

 

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