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太阳系形状为何像“羊角面包”?今天科学家终于发现原因了

前瞻网    2021-12-07 21:15

 

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来自太阳的风和辐射向外流动到星际空间,创造了一个受太阳影响的边界,在这个边界内,太阳系中的星球能够不受强大宇宙辐射的伤害。这个边界被称为日光层,了解它是如何工作的,是了解我们太阳系的一个重要部分。

马里兰大学的天体物理学家詹姆斯-德雷克(James Drake)说:由太阳产生的环绕我们的气泡提供了对银河系宇宙射线的保护,而它的形状可以影响这些射线如何进入日光层。

由于我们在日光层内,其边界实际上是不可见的,所以弄清其形状并不容易。但这也不是不可能的。两个旅行者号探测器和新视野号已经前往太阳系远方。事实上,旅行者号探测器已经穿越了日光层的边界,目前正在星际空间中航行。

通过这些探测器的数据,科学家们确定,日光层的形状可能有点像一个奇怪的宇宙羊角面包。现在,他们已经弄清楚了原因:从星际空间流入太阳系的中性氢粒子可能在塑造日光层的形状方面发挥了关键作用。

该小组开始调查日光层喷流。这些是由太阳磁场和星际磁场的相互作用而形成的从太阳两极喷出的物质喷流。不过,它们不是笔直地射出,而是在星际流的推动下弯曲,就像羊角面包一样。

根据该团队的分析,这是因为中性氢与日鞘(heliosheath)--日光层的外部区域--中的电离物质的相互作用而发生的。这个现象产生了瑞利-泰勒不稳定性,即当较轻的流体推入较重的流体时,在两种不同密度的流体之间的界面上发生的不稳定性。反过来,这在日光层的尾部产生大规模的湍流。

在对日光层形状的产生原因有了清晰了解后,我们可以更好地理解银河系宇宙射线进入太阳系的方式以及太阳系的辐射环境。

该研究论文题为'A Turbulent Heliosheath Driven by the Rayleigh–Taylor Instability',已发表在《天体物理学杂志》期刊上。

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责任编辑: 3976DBC

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