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舜网 特斯拉的手稿到底有何秘密？为何他会认为太阳系是“人造的”？( 二 )


但这种定义方法的缺点显而易见 。 “在海王星的轨道之外 ， 还有很多天体 ， 比如彗星、小行星 。 如果不是太阳系成员 ， 它们又是什么？”南京大学天文与空间科学学院教授陈鹏飞说 。
而且 ， 用这种方法来定义太阳系边界也有很大的不确定性 。 2006年 ， 冥王星被降级为矮行星 ， 太阳系的范围瞬间缩减 。 另外一方面 ， 充满好奇心的科学家并不满足于太阳系只有八颗行星 。 他们寄望于长期的观测和先进的技术能发现太阳系第九大行星 。 一旦成功 ， 太阳系的边界也将再次改变 。
以太阳风为界 ， 日球层顶包裹着太阳系
2013年秋季 ， 世界各大媒体争相宣布一个消息：“旅行者1号”飞出了太阳系 。 这时人们眼中的太阳系是日球层顶以内的空间 。 人们以太阳风的范围为标准 ， 定义太阳系边界 。
恒星之间的空间并非空无一物 ， 而是充满了低温的星际介质粒子 。 太阳会不断向外吹出带电粒子 ， 称为太阳风 。 所谓日球层 ， 是太阳风发生作用的最大范围 。 当高速的太阳风粒子与星际介质粒子相遇时 ， 会将其向外推开 ， 自身也逐渐减速 ， 直至无力与星际介质粒子抗衡 。 形象地说 ， 日球层就好像太阳风向外吹出的一个气泡 ， 日球层之内充满了太阳风粒子 ， 在它之外则是由星际介质粒子主宰的星际空间 。 而日球层的最外层边界被称为日球层顶 。
【舜网|特斯拉的手稿到底有何秘密？为何他会认为太阳系是“人造的”？】“由于太阳以220公里/秒的速度在银河系中运动 ， 日球层并非对称的球形 ， ”陈鹏飞说 ， 在太阳运动方向的日球层最薄 ， 约为100天文单位 ， 在太阳运动的反方向这一厚度能达到500天文单位以上 。 “‘旅行者1号’正是沿着太阳运动的方向飞行 ， 穿越了日球层顶 。 ”
2012年8月和2013年4月 ， “旅行者1号”记录下2次太阳风粒子与星际介质粒子的剧烈相遇 。 科学家由此推测出太阳风粒子浓度相较于2004年已下降1000倍 ， 星际介质粒子密度则上升了40多倍 。 在经过反复模型推演后 ， NASA于2013年9月12日宣布 ， “旅行者1号”已经穿越了日球层顶 。
虽然NASA很谨慎地指出 ， 关于太阳系边界有多种定义方式 ， 因此“旅行者1号”的行为可以严谨地描述为进入星际空间 ， 而不是飞出太阳系 。 但对此 ， 仍有不买账的科学家 。 他们时不时地发表论文表示异议 。 因为飞出太阳日球层、进入星际空间有三个条件：来自太阳的带电粒子数量急剧下降、星际介质粒子的数量急剧增多 ， 以及磁场方向的偏转 。 很遗憾 ， “旅行者1号”始终没有探测到磁场方向的偏转 。
“没有探测到磁场方向的偏转并不能否定‘旅行者1号’飞出日球层 。 太阳相对星际介质的运动速度比预想的小 ， 也许不足以在日球层顶产生激波 。 这导致磁场方向在日球层顶附近缓慢变化 ， 而不是以前猜测的剧烈变化 。 ”陈鹏飞说 。 因此 ， 如果将日球层顶作为太阳系的边界 ， 根据“旅行者1号”的测量 ， 太阳系的边界在距离太阳100天文单位之遥 。
以引力范围为界 ， 奥尔特云是最遥远的疆域
更多的天文学家愿意根据太阳的万有引力来定义太阳系边界 。 也即如果一个天体主要受到太阳引力的作用 ， 围绕太阳运动 ， 那么它就是太阳系天体 。 按照这个标准 ， 太阳系八大行星、日球层以及遥远的小行星与彗星都在太阳系范围内 。
但太阳引力发生作用的最后边界在哪里？“在太空中某一地方 ， 太阳引力和临近恒星的引力会达到平衡 ， 这里便是太阳系的边界 。 ”南京大学天文与空间科学学院教授周礼勇说 。
1950年 ， 荷兰天文学家奥尔特提出 ， 在太阳系遥远的疆域有一片冰冷的“云团” ， 孕育着1000亿颗长周期彗星 。 它被称作奥尔特云 ， 一直延续到距离太阳50000—150000天文单位的区域 。 这里是太阳引力束缚天体作圆周运动的最后区域 ， 也即太阳系边界 。 “旅行者1号”需要30000年飞出太阳系 ， 正是基于“旅行者1号”每年约3.5天文单位的飞行速度以及奥尔特云延伸至100000天文单位的假设 。
奥尔特云过于遥远 ， 没有探测器到过这里 ， 更没有人见过它 。 但这并不意味着 ， 它完全是想象 。

天文学家把从柯伊伯带向外到10000天文单位左右的空间称为内奥尔特云 。 “过去天文学家认为内奥尔特云是空的 。 但随着观测手段的提升 ， 发现并非如此 。 ”周礼勇说 ， 2003年科学家发现小行星赛德娜 ， 它与太阳最近的距离是76天文单位 ， 但由于轨道很扁 ， 远日点接近1000天文单位 ， 位于内奥尔特云区域 。 “像这样的天体至少已经看到10多个 ， 而实际上会更多 。 ”

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