太陽圈的形狀可能比原先預期的複雜


我們都生活在泡沫中,這並不是什麼人生虛無短暫的感慨,我們真的住在「泡沫」中,而且整個地球及太陽系的每一個成員都在這個大泡泡裡。這個泡沫叫做「太陽圈」,範圍可以延伸到冥王星軌道的兩倍之外,形成一個帶磁場的保護膜,阻擋太陽系外的高能宇宙射線,保護地球上(或是其他星球?)的生命。

太陽圈是由從太陽吹出的電漿,也就是所謂的「太陽風」所形成。太陽風從太陽向外流動,最後抵達太陽圈的邊緣,遭遇星際物質向內吹拂的壓力,產生終端震波,帶電粒子累積在這個區域,形成太陽系的邊界,這個邊界有多遠?它是什麼形狀的呢?波士頓大學的天文學教授梅拉夫·奧弗(Merav Opher)研究這些問題近二十年了,她最新的研究成果引起了大家的注意。

假設太陽風平均地往各個方向吹拂,太陽圈的形狀應該是一個球,但整個太陽系在銀河系裡以秒速二百二十公里的速度運行,因此長期以來太空物理學家一直將太陽圈的形狀與彗星來比較,在太陽圈邊緣的日球層頂,迎向星際物質的一側較薄,相反方向的另一側則延伸出長長的尾巴。

但是在2015年,奧弗教授團隊利用飛越日球層頂的航行者一號(Voyager 1)得出了一個不同的結論:他們提出太陽圈的形狀實際上像一個新月形天體,好比牛角麵包。奧弗教授表示他們不是第一個提出太陽圈的形狀不是彗星形的團隊,「牛角麵包」模型看起來似乎與彗星模型有很大的不同,但是實際上這兩者可能比看起來更相似,這取決於怎麼定義太陽圈的邊緣。

為什麼科學家會關心太陽圈的形狀呢?因為太陽圈影響了其附近行星的適居性,對於研究系外行星將有所幫助。作者之一亞伯拉罕·勒布(Abraham Loeb)表示:如果想了解我們的環境,最好先了解整個太陽圈。

【圖:梅拉夫·奧弗;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2020年3月16日出版的《天體物理學報》期刊

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