新證據顯示我們在太空中的鄰居充滿氫氣


雖然現時只有兩艘航行者號(Voyager)太空船以超音速飛行歷時超過三十年。它穿過古柏帶(Kuiper belt,大陸譯:柯伊伯帶),超過冥王星軌道,現在是地球至冥王星距離的四倍。這個領域由一個看不見的磁性邊界作為標記,是太陽為主的空間終點:星際空間的最接近範圍。

在這個恆星之間的無人地區,銀河系的一千億顆恆星與大爆炸的古老殘留物,散發出粒子和光線。這種混合物是恆星之間的物質,被稱為星際介質。它的內容記錄了我們太陽系的遙遠過去,並可能預言它的未來。

美國太空總署新視野號(New Horizons)太空船的測量結果,修訂我們對星際介質的一項關鍵特性的估計,就是它的厚度有多大。測量結果顯示,星際介質中含有的氫原子比現有已知的數值增加約四成。結果統一了許多原本互不相同的測量結果,並為我們在太空中的鄰居提供新思路。

正如地球繞著太陽運動一樣,我們整個太陽系也以時速超過80,500公里的速度穿越銀河系 。當我們穿越星際粒子霧時,我們由太陽周圍的磁泡遮蔽,這就是所謂的日球層(heliosphere)。許多星際氣體圍繞著這個氣泡流動,但不是全部。

我們的日球層排斥帶電粒子,粒子在磁場的引導下,但是超過一半的本地星際氣體是中性的,這意味著它們具有平衡數量的質子和電子。當我們對它們進行耕種時,星際中立體立即滲透通過,為太陽風增加了體積。

這些星際原子漂移到太陽系的日球層後不久,就會被陽光打斷,並且被太陽風粒子撞擊。許多在混亂中失去了電子,成為帶正電的拾取離子(pickup ion)。這些新的粒子群雖然發生了變化,但它們攜帶了霧氣之外的秘密。

結果證實了2001年的一項研究 ,該研究使用航行者二號太空船在大約65億公里,測量了到達太空船時,太陽風的減速速度。減速主要由於星際介質粒子介入,與星際氫密度平衡,數量是在一個950毫升大小的空間中,約有120個氫原子。

【圖、文:節譯自美國太空總署2020年10月31日新聞公佈】

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