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NASA探测器发现太阳系的边缘存在着一堵31000℃“火墙”

 罗宋汤的味道 2019-12-02

NASA探测器发现太阳系的边缘存在着一堵31000℃“火墙”

我们的太阳系被太阳风的“气泡”——太阳风顶层所包围,不会受到星际空间中宇宙射线的破坏。

在我们太阳系的边缘,太阳风正在和星际射线爆发一场激烈的战斗。美国宇航局的旅行者2号探测器现在已经穿过了这个炽热的前线。

炙热的带电粒子不断从太阳中喷涌而出,将整个太阳系笼罩在辐射之中,使得没有大气层保护的任何行星上都不可能有生命存在(偶尔也会将卫星摧毁)。从字面和比喻的意义上讲,太阳风都在吹着。但是,正如我们太阳系边缘的新观察所表明的那样,太阳风同时也保护了它所接触到的一切,免受星际空间更具破坏性的力量的伤害。

当太阳风向四面八方扩散流动数十亿英里时,它创造了一个围绕着我们整个太阳系的能量气泡。在这个气泡的边缘,太阳风最终会与穿越星际空间的强大宇宙射线发生碰撞,那里有一堵被称为“太阳风顶层”的炽热的、厚厚的等离子体墙。这个宇宙边界距离太阳的距离大约是地球的120倍。在那里,它有助于偏转和稀释由遥远的恒星和天体爆炸所释放的强大辐射。

现在,天文学家首次直接分析了这一宇宙前沿,使用的是NASA的旅行者2号(Voyager 2)探测器收集的数据。旅行者2号探测器已经穿过了太阳风顶层,进入了星际空间。

NASA探测器发现太阳系的边缘存在着一堵31000℃“火墙”

NASA的旅行者2号(Voyager 2)探测器

虽然,旅行者2号能够在一天左右的时间里无缝地穿越太阳风顶层。但研究人员发现,等离子体屏障比之前的研究估计的要热得多、厚得多,有效地在我们的太阳系和星际空间之间形成了一道物理屏障。这种防护层阻止了大约70%的宇宙辐射进入我们的太阳系。

天文学家解释道,太阳风顶层是两股风(来自太阳的风和来自太空的风)碰撞的接触面,来自太空的风源自数百万年前爆炸的超新星,只有大约30%的能量泡泡外的物质能够进入。

2018年11月,美国国家航空航天局的旅行者2号(Voyager2)探测器穿过太阳风顶层,成为历史上第二个离开太阳系的人造物体。它的孪生兄弟旅行者1号(Voyager 1)在2012年8月成为第一颗离开太阳系的人造物体 —— 但旅行者1号由于传感器故障无法正确分析边界。

根据旅行者2号在星际旅行中收集的辐射数据,太阳风顶层的温度高达89000华氏度(31000摄氏度),大约是之前的天文模型预测温度的两倍,表明太阳风和宇宙射线之间的冲突比科学家预测的要激烈得多。

NASA探测器发现太阳系的边缘存在着一堵31000℃“火墙”

这张插图显示了旅行者1号和2号穿过太阳风顶层并离开我们的太阳系

虽然,太阳风顶层厚厚的热等离子体保护着我们的太阳系,使其免受大部分穿越太空的有害射线的伤害,但研究人员还发现,太阳风顶层的边界并不像预期的那样统一。毕竟,太阳风顶层的边缘并不是一个完美的“气泡”,而是包含了一些多孔的洞,而这些孔允许星际辐射在某些点上泄漏进来。

旅行者2号的探测数据显示,我们的太阳风顶层就探测到两个这样的洞,那里的辐射水平在再次下降之前急剧上升,远远高于正常的背景水平。最终,当宇宙辐射水平飞升并保持这种状态时,很明显旅行者2号进入了一个新的空间区域,已经超出了我们太阳系的范围。

保护太阳系的炽热、带电的风鞘可能并不完美(它可能仍然不是我们的朋友),但正如旅行者2号确认的那样,它是将我们舒适的宇宙家园与凶猛的太空荒野隔开的关键部分。为此,也许我们应该心存感激。


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