保護我們免受宇宙高能射線衝擊的太陽圈形狀,看起來像牛角麵包

作者 | 發布日期 2020 年 03 月 23 日 17:19 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly


長期以來,科學家認為幫太陽系偏轉掉高能宇宙射線的太陽圈形如彗星,於太陽系「後方」延伸出一條長長的尾巴。然而一篇最新研究表明,太陽圈的形狀……很微妙,你可以說它看起來像牛角麵包,或者…蠶寶寶?

太陽圈(heliosphere)是指太陽能控制的太空區域,延伸超過太陽與冥王星距離的 2 倍,來自太陽的太陽風造就出這個磁性氣狀泡,抵抗星際物質的滲入壓、宇宙的高能宇宙射線等。

天文學家一直在分析太陽圈外緣「太陽層頂」的輻射與磁場,以期繪製出太陽圈邊界線,半世紀以來,教科書通常描述我們太陽圈的形狀有點像彗星,一側為圓弧形、另一側則為尾巴形;但是現在,隨著航海家 1 號(Voyager 1)與航海家 2 號(Voyager 2)紛紛出走太陽系,天文學家開始發現太陽圈的形狀有點怪異。

2015 年時,波士頓大學太空物理中心天文學教授 Merav Opher 團隊使用航海家 1 號的數據開發新模型,發現太陽圈實際上有 2 條尾巴,看起來像是新月;2 年後,卡西尼號探測器數據又給出了另一個看法:太陽圈實際上呈現對稱的圓形。

現在,來自哈佛大學、密西根大學、波士頓大學等的科學家合作開發出新太陽圈模型,收集來自新視野號(目前正在冥王星之外遊走)的數據,將粒子區分為來自太陽風的帶電粒子、以及在太陽系中漂移的電中性粒子,模擬結果發現太陽圈形狀既像放氣的沙灘球、又像球形的牛角麵包,這取決於邊界的位置和定義方式。

當然,科學家仍需要更多數據來調整模型,除了 40 幾年前發射的航海家 1 號與航海家 2 號已經超越邊界外,沒有其他探測器可以告訴我們更多太陽圈的資訊,一些天文學家極力呼籲 NASA 發射新的太陽圈探測器,以期解決航海家探測器發現的無數謎團。

新論文發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊。

(首圖來源:Merav Opher/波士頓大學

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