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太陽圈
鎖定
- 中文名
- 太陽圈
- 外文名
- heliospheric
- 主要物質來源
- 太陽
- 探險衞星
- 星際邊界探險號
- 主要元素
- 氫、氦
- 形 狀
- 以球型為主
太陽圈太陽風
日冕物質拋射將物質送入太陽圈內。
太陽風中包含的微粒有來自日冕的離子和由微粒攜帶的場,特別是磁場。當太陽以大約27天的週期自轉時,磁場也跟隨着太陽風纏繞成螺旋線。 太陽磁場的變化也隨着太陽風向外傳送,並且在地球自己的磁氣層內造成磁暴。
在2005年3月,裝置在SOHO衞星上的太陽風各向異性儀(SWAN)的報告顯示,原本應該被太陽風的微粒填滿的太陽圈,藉以阻擋來自太陽系外的星際介質,在周圍的區域已經有星際介質滲入,而且可能在銀河系區域性的磁場作用下產生了變形,成為非軸對稱的形狀。
日冕物質拋射將物質送入太陽圈內。(2張)
太陽圈結構
外圍結構
太陽圈的外圍結構取決於太陽風和星際空間風的作用。太陽風由太陽的表面向四面八方流出,在地球附近的速度大約是每秒數百公里(大約是時速一百萬英里)。在遠離太陽的某個距離上,至少超越過海王星的軌道,這股超音速的氣流必然會減速並遭遇到星際介質。在這兒有幾個階段將發生:
日鞘的外層表面,也就是太陽圈與星際介質遭遇的表面,稱為太陽層頂。這是整個太陽圈的邊緣。
太陽圈終端激波
終端激波是太陽風因為與當地的星際介質產生交互作用而減速至亞音速的場所。太陽風通過終止激波引起密度壓縮、加熱和磁場的變化。終端激波的位置相信在距離太陽75至90天文單位之間,並被旅行者號飛船所證實。終端激波到太陽的距離受到耀斑活動的影響,這是從太陽拋出的氣體和塵埃的變化。
激波是因為太陽風中的微粒速度來自於太陽,大約為400公里/秒,但音速(在星際介質內)僅有100公里/秒(正確的速度取決於密度和不可忽視的變動)。星際介質的密度雖然很低,但還是有一定的壓力存在;來自太陽風的壓力隨着距離平方的反比而減弱,一但離開太陽的距離夠遠時,來自星際介質的壓力變足以減緩太陽風的速度至音速以下時,就形成了激波。
其它形式的終端激波能在地球的系統內看見,或許最容易觀察到的就是流水進入水槽中的拍打水槽底部造成的水的躍遷(Hydraulic jump)。在擊中水槽的底部時形成淺的水盤,但水的流速高於該處的波速,於是迅速的分流使水滴濺起(類似於稀薄的、超音速的太陽風)。在淺盤的周圍,形成激波前緣或水牆,在激波前緣之外,水的運動速度低於該處的波速(類似於亞音速的星際介質)。
在2005年5月美國地球物理聯合會的會議上,艾登·史東博士以航海家1號太空船在2004年12月,距離太陽94天文單位處磁場讀數的變化做為證據,證明它通過了終端激波。相對的,航海家2號在2006年5月,距離太陽只有76天文單位處,開始偵測到返回太陽系的微粒。這暗示了太陽層頂的外形可能是不規則的,在北半球是像外凸起的,而南半球則受到像內的擠壓。
太陽圈日鞘
日鞘是太陽圈的終端激波外面的區域,太陽風在此處因為與星際介質的交互作用,因而減速、壓縮和產生湍流。此處與太陽最接近的距離大約在80至100天文單位;然而,日鞘的形狀在空間中像彗星的彗發,尾跡在相對於太陽運動的路徑上,會比朝向太陽運動的方向長了數倍。在它的迎風面,厚度估計在10至100天文單位之間。航海家1號和航海家2號當前的任務就包括對日鞘的研究。
太陽圈太陽層頂
假説
另外的假説則認為太陽層頂在太陽系朝銀河系內運動的方向上比較小。它也許會隨着太陽風的速度和所在之處的星際介質密度而變化;並確定是遠在海王星軌道之外。現仍在執行任務的航海家1號和航海家2號太空船,仍在研究終端激波、日鞘和太陽層頂。至今,航海家1號到達了終端激波,而根據NASA的報告,航海家2號也在2006年5月23至24日之間接近了。這兩個任務也被期望最後能抵達太陽層頂。與此同時,預定在2008年發射的星際邊界探險號(IBEX)任務,企圖在兩年內取得太陽層頂的影像。