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太阳系边缘(太阳系边缘是什么)
太阳系的边缘是什么样的?
地球是距离太阳系边缘的第六颗行星,这意味着我们离这个寒冷而荒凉的边境并不远。但是这些年来我们发射了各种航天器,所以我们知道太阳系的边缘是什么样的吗?
答案是肯定的,为了更好认识太阳系边缘是什么样的,科学家耗时13年绘制了一张太阳系边缘3D地图,揭示了关于这个神秘边界的更多秘密,称为外日光层。
外日光层标志着太阳风或从太阳发射的带电粒子流被星际辐射“偏转和覆盖”的空间区域,星际辐射渗透到太阳系以外的空白空间,换句话说,太阳风和星际粒子在太阳系的远端相遇并形成边界。
新的 3D 地图揭示了更多关于日球层的信息。太阳及其行星所在的内层大致呈球形,据信向各个方向延伸大约 90 个天文单位 (AU)。(一个 AU 是地球和太阳之间的平均距离,大约 9300 万英里,或 1.5 亿公里。)外层的对称性要差得多。在一个方向上——不断移动的太阳穿过它前面的空间,遇到宇宙辐射——外日光层延伸了大约 110 天文单位,但在相反的方向上,它要长得多,至少 350 天文单位。
美国宇航局1977年发射的旅行者一号,经过42年的旅程,在2012年越过边界进入星际空间,人类第一次得到太阳系外缘信息。飞船上的科学仪器检测到了太阳粒子的突然下降和宇宙辐射大幅增加。旅行者2号紧随其后,在2018年重复了这一壮举。
这种对称性的缺乏来自太阳在银河系中的运动,因为它与前方的银河辐射发生摩擦,并在其尾迹后清理出一个空间。星际介质中有很多等离子体 [带电粒子],而且内部日光层非常圆,是流过它的等离子体流的障碍,它的效果就像水绕过溪流中的岩石一样,一股水流冲向前面的岩石,而后面则是一片隐蔽的平静。
3D 地图的测量结果是使用星际边界探测器 (IBEX) 收集的,该探测器于 2008 年推出,大小与公共 汽车 轮胎相当。IBEX 检测到从太阳系边缘反弹回来的太阳风粒子,科学家能够通过测量往返所需的时间来确定所涉及的距离,太阳会发出一个脉冲,然后我们被动地等待来自外日光层的返回信号,我们利用这个时间延迟来确定外日光层的位置。
3D 地图的测量结果是使用星际边界探测器 (IBEX) 收集的,该探测器于 2008 年推出,大小与公共 汽车 轮胎相当。IBEX 检测到从太阳系边缘反弹回来的太阳风粒子,科学家能够通过测量往返所需的时间来确定所涉及的距离,太阳会发出一个脉冲,然后我们被动地等待来自外日光层的返回信号,我们利用这个时间延迟来确定外日光层的位置。
当太阳环绕银河系的外缘时,太阳风将宇宙辐射挡在了海湾,形成了一个保护泡。这对我们有好处,因为辐射会损坏航天器,对宇航员的 健康 有害。但是,从长远来看,边界可能不会保持这种状态。太阳风的强度与太阳上的斑点数量之间存在相关性。太阳黑子是一个相对较暗的斑块,由于内部强烈的磁场干扰,它暂时出现在太阳表面。从 1645 年到 1715 年,即太阳观察者所知的蒙德极小期,太阳黑子非常少,因此可能只有微弱的太阳风。
太阳黑子消失了近一个世纪,如果发生这种情况,日光层的形状也可能发生重大变化,我们确实看到了太阳活动的变化,并且在任何时候,另一个蒙德极小期都可能发生。担心 [日光层] 的屏蔽效果会随着时间的推移而改变,这并不是天方夜谭。
更多地了解日光层,美国宇航局计划在2025年启动一项名为星际测绘和加速探测器(IMAP)的新任务。如果一切按计划进行,IMAP 将揭示有关太阳风与宇宙辐射之间相互作用的更多细节。
太阳系的边缘——柯伊伯带
柯伊伯带处于太阳系的边缘,位于海王星轨道外黄道面附近,是一个天体密集的 中空圆盘状区域。
柯伊伯带天体大都来自于环绕着太阳的原行星盘碎片,由于未能成功地结合成行星,因而只能形成较小的天体, 最大的直径小于3000公里。
关于柯伊伯带小天体形成的原因,天文学界对此陆续发表了几个理论,但都具有明显的漏洞。比较被认可的观点是按照行星形成的“吸积理论”来进行解释,这些碎片在绕转的过程当中发生碰撞,互相吸引,从而粘附形成的一个个大小不一的天体。
1992年,天文学家发现了第一个柯伊伯带天体(KBO),至今已有约1000个柯伊伯天体被发现。直径大都从数千米到上千公里。
由于冥王星地处柯伊伯带内,许多天文学家认为冥王星已经不再适合被列入太阳系“九大行星”之内。冥王星应该被列入柯伊伯带小行星之列,其卫星应该被降为“伴星”。
2006年,第26届国际天文学联合会(IAO)会议通过表决冥王星被降为矮行星,将其从太阳系行星中除列。
太阳系的边缘——柯伊伯带,这里蕴藏着哪些秘密?
1930年的时候,美国天文学家克莱德·汤博完成了一次巨大的发现——冥王星。
冥王星的发现,让人们对海王星以外的世界有了认识,同时也再一次扩大了太阳系的范围。
当时,天文学家们还有另一个猜测。他们认为,海王星以外,还有一个由许许多多遥远的天体所组成的天体带围绕太阳公转。冥王星的发现,让他们增加了信心。
可是,由于当时科学家们将冥王星分类为行星,并且没有其他的发现来作证。因此,他们的这个猜想,迟迟得不到证实。
一直到上个世纪末,事情才出现了转机。随着人类观测技术的提升,科学家们发现了越来越多的海外天体,这个天体带终于逐渐被科学家们接受,这就是柯伊伯带。
截至现在,科学家已经发现了差不多1000颗柯伊伯带的天体,最终确定了柯伊伯带的存在。
说起来,柯伊伯带像是太阳系的另一个小行星带(第一个位于火星和木星的轨道之间,通常我们说的小行星带都是这个)。这些小天体都是由原始的星云形成的。由于它们不足以形成一颗巨大的行星,就形成了今天的局面。
在柯伊伯带,最著名的天体就是冥王星了,它也是柯伊伯带最内侧的天体之一。
2005年,科学家在距离太阳67个天文单位的区域发现了一颗巨大的天体——阋神星。当时,科学家们估算出来的阋神星,直径略大于冥王星。他们很开心,把阋神星认定是第十颗行星。
但是,也有科学家认为,阋神星虽然和冥王星差不多大,但不足以归类为行星。经过激烈的讨论,最终冥王星和阋神星一起被拉下马,被定义为矮行星。
尴尬的是,在10年后,NASA重新测量了阋神星的直径,发现它略小于冥王星。然而,事实已经是事实,冥王星也不可能重新回到行星的行列了。
阋神星:舍得一身剐,也要把冥王星拉下马。
就在阋神星被发现后的两个月,科学家又发现了另一颗柯伊伯带天体——鸟神星。
鸟神星直径不到2000公里,是太阳系第3大矮行星。它的表面积,还没有我国的国土面积大。而它的轨道,要比阋神星小一些,距离太阳38.5~45.8个天文单位之间。由于距离太阳太过于遥远,鸟神星表面的温度非常低,只有30~35开尔文。
2015年,哈勃太空望远镜在对鸟神星观测时,还发现了它的卫星——一颗直径只有160公里的小天体。
目前,科学家认为,柯伊伯带的范围在30-55个天文单位之间。这个宽度,大约已经是太阳到海王星的距离了。也就是说,柯伊伯带将太阳系的范围,又扩展了一倍。
对于柯伊伯带,我们的了解还非常非常少。最近,人类发射过已经进入柯伊伯带的航天器正在对柯伊伯带进行研究,试图帮助我们更好地了解这个区域。
同时,柯伊伯带还远远不是太阳系的边缘。在柯伊伯带以外,还有一个极其巨大的奥尔特云,是太阳系最外层的壳。而奥尔特云的尺寸,远远超过了柯伊伯带。
可以说,我们对于太阳系的了解,还少得可怜。人类的 科技 ,看起来很先进,其实依然非常落后。看起来,仅仅是一个太阳系,就足够我们研究很久。
至于更远的银河系、乃至宇宙,不知还有多少未解之谜,等着我们去 探索 !
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