太阳系的日光层可能比以前想象的更小更圆

2022-02-25 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:805 /
内容摘要:
日光层是一个巨大的磁泡,包含我们的太阳系、太阳风和太阳磁场。日光层之外是星际介质& # 8212;充满我们银河系恒星系统之间空间的电离气体和磁场。在过去的六十年里,人们一直在探索日光层的形状。人们一致认为它的形状像彗星。波士顿大学和哈佛大学领导的新研究提供了一种没有长尾的替代形状......

日光层是一个巨大的磁泡,包含我们的太阳系、太阳风和太阳磁场。日光层之外是星际介质& # 8212;充满我们银河系恒星系统之间空间的电离气体和磁场。在过去的六十年里,人们一直在探索日光层的形状。人们一致认为它的形状像彗星。波士顿大学和哈佛大学领导的新研究提供了一种没有长尾的替代形状:瘪了的羊角面包。

New model suggests the shape of the Sun’s bubble of influence, the heliosphere (seen in yellow), may be a deflated croissant shape, rather than the long-tailed comet shape suggested by other research. Image credit: Opher et al, doi: 10.1038/s41550-020-1036-0.

New model提示太阳影响气泡的形状,日光层(黄色显示)可能是一个缩小的羊角形,而不是其他研究提示的长尾彗星形状。影像学分:Opher等,doi:10.1038/s 14550-020-1036-0。

日光层的形状很难从内部测量。日光层最近的边缘距离地球超过160亿公里(100亿英里)。

只有美国宇航局的双航海家号宇宙飞船直接测量了这个区域,留给我们的只有关于日光层形状的两点地面真实数据。

从地球附近,科学家通过捕捉和观察飞向地球的粒子来研究我们与星际空间的边界。

这包括来自银河系遥远部分的带电粒子,称为银河宇宙射线,以及那些已经在我们太阳系中的粒子,它们向太阳顶部传播,并通过一系列复杂的电磁过程被反弹回地球。

这些被称为高能中性原子,因为它们是通过与星际介质相互作用而产生的,所以它们可以作为绘制日光层边缘的有用代理。

这就是美国宇航局的星际边界探测器(IBEX)如何研究日光层,利用这些粒子作为一种雷达,追踪我们太阳系到星际空间的边界。

为了理解这些数据,科学家使用计算机模型将数据转化为对日光层特征的预测。

在这项新的研究中,波士顿大学的梅拉夫·奥弗教授和他的同事利用美国宇航局几次任务的数据来描述太空中物质的行为,这些物质填充了日光层的气泡,并获得了关于其边界的另一个视角。

美国宇航局的卡西尼号任务携带了一个仪器& # 8212;旨在研究土星磁场中捕获的粒子& # 8212;这也使得观测到的粒子向太阳系内部反弹。这些测量与IBEX的相似,但提供了日光层边界的独特视角。

此外,美国国家航空航天局的“新视野”任务提供了对拾取离子的测量,这些离子是在太空中电离出来的粒子,被拾取并随着太阳风移动。

因为它们与从太阳流出的太阳风粒子有着明显的渊源,所以吸收的离子比其他太阳风粒子要热得多。这就是新作品所依赖的事实。

“有两种流体混合在一起。你有一个非常冷的成分和一个非常热的成分,即吸收离子,”奥弗教授说。

“如果你有一些冷流体和热流体,你把它们放在太空中,它们不会混合& # 8212;它们将主要分别进化。”

“我们所做的是分离太阳风的这两种成分,并对产生的日光层的3D形状进行建模。”

单独考虑太阳风的成分,结合该团队早期利用太阳磁场作为塑造日光层的主导力量的工作,创造了一个收缩的羊角面包形状,两股射流从日光层的中央球状部分卷曲开来,明显缺乏许多科学家预测的长尾。

“因为拾取的离子主导热力学,所以一切都是非常球形的,”奥弗教授说。

"但是由于它们在终止激波后很快离开系统,整个日光层收缩."

这项研究发表在《自然天文学》杂志上。

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米(meter的缩写))Opher等人,2020年。由拾取离子的磁流体力学模型提出的小而圆的日光层。Nat Astron 4,675-683;doi:10.1038/s 14550-020-1036-0


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