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小編的世界 優質文選 宇宙

圍觀!太陽系的盡頭在哪裏?答案或許你想不到


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2022年10月14日 -
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人類探索最廣袤的外太空,最終希望找到其他可居住的、類似地球的行星。這些行星可能孕育著生命,如此,我們也能結束人類在宇宙中是否是孤獨的爭論。然而,航行到遙遠的恒星系統意味著首先要離開我們自己的太陽系。但是,我們的太陽系和星際空間之間的邊界究竟在哪裏?這裏是天文在線,今天我們將回答這個特別的問題:太陽系的盡頭在哪裏?你熱愛事實嗎?你是否一直懷有好奇心?

幾個世紀以來,人類已經積累了大量的關於太陽系的知識。我們對太陽進行了測算,對所有的行星進行了分類,精確地繪制了軌道軌跡,發現了圍繞這些行星運行的衛星,甚至還看到了它們的照片。盡管如此,我們仍然沒有在太陽系的定義上達成共識,具體來說,就是它的邊界在哪裏。太陽系沒有明確的邊緣或邊界,決定邊緣或邊界取決於我們使用的標准。確定一個分界點對於劃分廣闊太陽系的大小和對太陽系進行一致的測量非常重要。由於還沒能完全摸清太陽系的全貌,這個問題變得更加困難。

爾特雲(Oort Cloud),圍繞太陽的最遠的結構,含有數十億冰質岩石。這些岩石偶爾會落向太陽並成為彗星。但這純粹是假設,因為我們甚至從未見過它。旅行者1號是我們在太空中擁有的最遙遠的航天器,但即使是它,距離到達奧爾特雲的起點也有大約300年的時間。在此期間,旅行者1號和2號(Voyager 1 and 2)都遇到了科學家們未知的結構。早在2007年,旅行者1號就遇到了巨大的泡沫狀磁泡,寬約1億英裏。

這些距離地球約90億英裏的巨大結構,讓科學家們大為震驚。他們後來明白,這些氣泡實際上是太陽磁場的一部分。由於太陽的旋轉,磁場的外緣變得破碎,存在許多結節和碎片。這一發現表明,太陽系可能還存在一些未知部分。

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盡管如此,我們還是有用於決定太陽系的盡頭的幾套標准。若以質量為標准,海王星(Neptune)—圍繞太陽運行的最後一顆行星,可以被認為是一個終結點。雖然這將柯伊伯帶(Kuiper belt)除在外,但有一定的邏輯性。太陽占了太陽系本身所有質量的99%,剩下的1%的質量絕大部分來自木星和氣態巨行星(gas giants)相對而言,在氣態巨行星之後的物質量可以不計,可以被認為是碎片。卡爾-薩根(Carl Sagan)至曾經把海王星稱為 "太陽系的邊疆"。

從實用的角度來看,這讓人有些著迷,因為盡管研究小行星有科學價值,但我們對行星和它們的衛星更感興趣。然而,將柯伊伯帶從太陽系中剔除似乎是沒有根據的。盡管它的質量相對較小,但它仍然是許多矮行星的家園,包括冥王星。把冥王星從一個行星降級到一個矮行星沒什麼,但把它從太陽系統中完全去掉似乎很殘忍。柯伊伯帶是繞太陽運行的最後一顆驗證衛星的所在地,它也很大——寬度從30到50個天文單位。

其中一個天文單位大約是太陽和地球之間的距離。許多距離較近的彗星都來自柯伊伯帶,這可能是地球上首先存在生命的原因。生命本身可能是由一顆擱淺的小行星播下的,人們認為水是由大量凍結的彗星和小行星撞擊地球表面造成的。柯伊伯帶在孤系系統中很重要,它應該被包括在內。當然,如果我們把太陽系定義為太陽的引力所捕獲的一切,我們就可以把它一直延伸到奧爾特雲。太陽的拉力有時被稱為希勒羅氏球體,是天體中可以捕獲衛星的區域。

加入奧爾特雲將大幅增加太陽系的規模。奧爾特雲的尺寸尚不清楚,但據估計,它的外邊緣距離太陽有多達20萬個天文單位。它擁有數萬億個天體,與柯伊伯帶不同的是,它是一個雲,而不是一個帶,它以一個巨大的球泡延伸著整個太陽系。這也為太陽系提供了一個方便的截止點,是想要離開太陽系的旅行者必須通過的最後一個挑戰。

在奧爾特雲之外,除了氣體和灰塵,沒有任何東西。然後,我們也可以用太陽的太陽層來定義太陽系的極限——將它置於柯伊伯帶和奧爾特雲之間。日球層是一個由太陽發射的由電荷粒子組成的巨大氣泡,被稱為太陽系風。2012年,旅行者1號成為第一個通過日球層邊緣的人造物體。太陽座距離大約120個天文單位,是太陽風和星際介質的分界線,標志著太陽的影響明顯下降。

新聞廣泛報道稱旅行者1號已經“離開了太陽系”,盡管距離奧爾特雲還有很長的路要走。2018年,旅行者2號也緊隨其後,據說他們也已經“離開了太陽系”。那麼,哪個定義是正確的呢?奧爾特雲仍然存在於理論上,但從技術上講,它更符合“太陽系”的標准定義。

太陽系

太陽系由太陽和被太陽吸引而圍繞它旋轉的小天體共同組成。NASA的表述是太陽和太陽系的一切都被引力束縛。太陽風層頂只是太陽帶電粒子流的一個最大範圍,但遠遠不是太陽引力的邊界。有若乾種不同的方式來定義太陽系的範圍,而確定確切的邊界則取決於您采用何種標准。

太陽系的邊界在哪裏?

您作何思考?

我們遺漏了什麼嗎?

在太陽系裏太陽以引力或直接或者間接的束縛其他天體圍繞太陽旋轉。在圍繞太陽旋轉的軌道裏面最大的天體是8大行星,其餘的都是一些矮行星小天體之類的東西。而間接圍繞太陽運轉的都是行星的衛星,衛星裏面個頭最大的有兩個,其中一個比最小的行星水星還大,另一個則和水星差不多。46億年前,巨大的星際分子雲因引力坍縮而形成太陽系。

太陽系的大部分質量集中於太陽,而占剩餘質量大頭的是木星。包括水星,金星,地球,火星在內的4顆較小的內圈行星屬於類地行星,主要由岩石和金屬組成。而4顆巨型外行星則要比內圈系統的四個小兄弟大得多。其中最大的兩個行星木星和土星都是由氫和氦構成,最外層的天王星和海王星是冰巨星,由熔點比氫氦高得多的水,氨,甲烷等組成,所有的8顆行星幾乎都是在被稱為黃道面的同一個平面上圍繞太陽做近似圓周的運動。

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太陽系裏還有位於火星和木星之間的小行星帶,小行星帶裏的大多數小天體都和類地行星一樣由岩石和金屬組成。在海王星軌道之外的是柯伊伯帶,一個破碎的圓盤狀結構包含大量冰質小天體。更遠處則是新近發現的大量類賽德娜天體。在那裏有一些大塊頭可以靠自身的重力旋轉,但是數量到底有多少還在爭論之中。

參考資料:

奧爾特雲Oort Cloud 是一個理論上的概念,即在2000至200,000AU(0.03至3.2光年)的距離內圍繞太陽的冰質行星雲。雲根據長周期彗星的軌道分布,奧爾特提出離太陽3萬到20萬天文單位處的

個巨大彗星“倉庫”,估計其中的彗星超過 1千億顆。

旅行者1號和2號Voyager 1and 2旅行者1號是美國宇航局於1977年9月5日發射的太空探測器,作為旅行者計劃的一部分,旨在研究太陽外系和太陽日球層以外的星際空間。旅行者2號於1977年8月20日發射,用於研究太陽日球層以外的外行星和星際空間,其軌跡需要更長的時間才能到達木星和土星,但能夠進一步與天王星和海王星相遇。

海王星(Neptune),太陽系八大行星之一。19世紀40年代,由英國天文學家亞當斯和法國天文學家勒威耶預算後發現

柯伊伯帶(Kuiper belt), 一種理論推測認為短周期彗星是來自離太陽50-500天文單位的一個環帶,這個區域稱為柯伊伯帶。

氣態巨行星(gas giants)是主要由氫和氦組成的巨型行星。

卡爾·薩根(Carl Sagan, 1934.11.9.-1996.12.20.),美國天文學家、行星科學家、宇宙學家、天體物理學家、天體生物學家、作家。

by:風兮淺兮,我為自由故,羅德醬, 天使michael,Wartenauf