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分享 網管 - 科學新知 | 2022-10-15 | 點閱數: 136

作者  | 發布日期 2022 年 10 月 14 日 16:15

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太陽圈是一個保護整個太陽系不受宇宙輻射轟炸的無形巨大氣泡,而主流模型指出太陽圈形如牛角麵包。最近,天文學家分析 NASA 星際邊界探測器、航海家探測器數據獲取終端震波、日球層頂形狀快照,新發現太陽系邊緣存在波紋結構。

先前研究已表明,太陽風因接觸到星際介質而開始減速的區域稱為終端震波( termination shock ),當太陽風再也無法抵抗星際空間施加壓力的邊界則稱為日球層頂( Heliopause ),包含上述區域的整體無形磁性氣泡稱為太陽圈( Heliosphere )。

航海家 1 號、 2 號都已穿過日球層頂邊界,並持續發回浩瀚星際空間的感測數據。此外, NASA 於 2009 年發射至繞地軌道的星際邊界探測器( Interstellar Boundary Explorer , IBEX ),目的也是研究太陽系邊界特徵。

透過分析 3 台探測器數據,來自普林斯頓大學、德州大學聖安東尼奧分校、懷卡託大學、洛斯阿拉莫斯國家實驗室、美國西南研究院的研究團隊,發現 2014 年時太陽風施加的壓力突然發生變化,測量太陽風與星際風碰撞時產生的帶電中性原子後,進一步以類似迴聲定位的方式建模,結果從太陽系邊界區域發現如巨大漣漪的波紋結構。

雖然我們已經知道太陽圈的大小、整體形狀可能會隨太陽週期變形,但新研究發現反射波返回日球層頂的距離也發生相當大的變化,這表明它的形狀不統一,且由於未知原因不斷變化,或者說太陽系周圍氣泡並非均勻對稱,且差異巨大到能延伸 16 個天文單位。

星際邊界探測器任務已接近結束階段,預計 2025 年將被 NASA 的星際測繪與加速探測器( Interstellar Mapping and Acceleration Probe , IMAP )取代,後者的觀測範圍、準確度、解析度都更大,除了能更頻繁繪製天空地圖外,它還將前往日地系統 L1 拉格朗日點運行,就像詹姆斯韋伯太空望遠鏡( JWST )一樣。

新論文發表在《自然天文學》期刊。

(首圖來源:NASA