2014年9月29日

航海家一號離開太陽系了!?

科學家終於得到關鍵的證據,確認航海家一號已經在星際空間旅行,但是,這並不代表它也離開了太陽系,還需要看我們如何定義太陽系。

作者/林佳人(任教臺北市立金華國中)

經過36年的漫長旅程,美國航太總署(NASA)2013年9月發佈航海家一號早已經在星際空間(interstellar space)旅行1年的消息,在Science期刊的報導中,則是以「航海家一號離開太陽系」為題。到底什麼是星際空間?這和離開太陽系有什麼不同?科學家又是如何確定它在那裡?

太陽系的一般定義
太陽系一直以來指的是以太陽為中心,受到太陽萬有引力束縛的天體群。太陽系的領域包括八大行星、衛星、矮行星、與小天體如小行星、彗星等遊走的空間,最遠可到歐特雲(Oort cloud);歐特雲是理論推測存在的區域,為長週期彗星的故鄉,在此處,鄰近恆星的重力漸超越太陽微弱的重力,所以歐特雲的外緣被視為太陽系的邊界。不過,若要航海家一號抵達歐特雲內緣,大概要花300年左右的時間,別說飛越歐特雲還要再等大約30000年!航海家離歐特雲還遠得很呢!因此,以行星系統的角度來說,航海家尚未離開太陽系,但它究竟去了哪裡?

太空物理的太陽系
太空物理學家認為,2012年航海家一號通過了太陽圈頂(heliopause),進入了星際空間。星際空間是恆星之間的區域,這裡的物質雖然稀薄,但絕非空無一物,組成有離子、原子、分子、塵埃等,而且分佈並不均勻,比如恆星誕生於密度較高的分子雲中。理論上,太陽圈頂是太陽圈(heliosphere)與星際空間的交界,太陽圈是太陽在星際間移動時,以不斷吹拂出的太陽風建立的勢力範圍(圖一),就好像太陽在太空中吹泡泡一樣。由於太陽風是從太陽表層大氣噴發的電漿,電漿是游離的氣體,因此太陽磁場亦可藉著太陽風往外延伸,在太陽圈頂與太陽風抗衡星際電漿與磁場,並將帶電的星際物質往外偏折,所以當太陽表面活動劇烈時,太陽風較強、進入太陽系的宇宙射線也較弱。......【更詳細的內容,請參閱第538期科學月刊】








延伸閱讀
1. Krimigis S. M. et al., Search for the exit: Voyager 1 at heliosphere's border with the galaxy, Science, Vol. 341: 144-147, 2012.
2. Burlaga, L. F., N. F. Ness and E. C. Stone, Magnetic field observations as Voyager 1 entered the heliosheath depletion region, Science, Vol. 341:
147-150, 2012.
3. Gurnett D. A. et al., In situ observations of interstellar plasma with Voyager 1, Science, Vol. 341: 1489-1492, 2013.

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