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旅行者号任务揭示了太阳系边缘意想不到的压力

美国国家航空航天局天文学家利用旅行者号探测器的数据测量了我们太阳系边缘起伏的粒子群,发现我们恒星遥远边界的压力比他们预期的要高。

普林斯顿大学天体物理学家杰米·兰金说,研究结果表明,“目前还没有考虑到压力的其他一些部分可能有所贡献”。

也许有整个粒子群还没有被考虑在内。或者只是比任何人想象的要热一点。研究者在未来的研究中有许多可能的解释要探索。

兆瓦18014是一枚V-2制导弹道导弹,从纳粹德国的皮涅姆nde陆军研究中心发射。它到达了地球表面上方109英里(176公里)的高度。

尽管这一发现本身很有趣,但正是他们发现它的方式造就了一门真正迷人的科学。

由于太阳风形状的等离子体从我们的太阳发出,它形成了一个我们称之为日光层的“气泡”。在离恒星140亿公里的地方,由于带电粒子迅速减速到亚音速,风实际上已经没有蒸汽了。

这个气泡的边缘被称为日鞘,是带电粒子密度下降和磁场变弱的区域。

在这个混乱的边界之外是一个叫做太阳顶的薄壳,当我们的恒星在太空中运动时,被太阳吹出的等离子雾在我们银河系邻居的微妙影响下慢慢散去。

在这个“停顿”时,局部星际空间的压力推进和太阳鞘的推进必须平衡。然而,确切知道这是什么样子并不是一件容易的事情。我们可以制作模型来评估,但没有什么能胜过确凿的证据。

幸运的是,我们碰巧有两个探测器穿过太阳系的那个部分。请看下面美国宇航局的便利图表,看看它们是如何结合在一起的。

旅行者1号大约在200亿公里之外,实际上是在我们认为的星际空间中。它的合作伙伴旅行者2号紧随其后,就在出口的尖端。

两者都没有直接的方式告诉我们该地区的空间压力,但是最近太阳活动的爆发,称为全球合并相互作用区域(GMIR),提供了解决这个问题的主要机会。

兰金说:“这次活动的时间非常独特,因为我们是在旅行者1号进入当地星际空间后看到的。”。

“虽然这是旅行者号看到的第一个事件,但我们可以继续观察更多数据,以了解日鞘和星际空间中的事物是如何随时间变化的。”

太阳活动实际上是对太空的呼喊,向远处发出粒子脉冲咆哮。这种叫声在2012年蔓延到日光层,旅行者2号正在那里观看和聆听。大约三个月后,“旅行者1号”也感受到了它的影响。

根据每组观测结果,研究人员计算出边界压力约为267毫微微帕斯卡,这是我们在地球上所经历的大气压力的极小一部分。

这可能是一个相对较小的挤压,但是研究人员感到惊讶。

兰金说:“将先前研究中已知的数据相加,我们发现我们的新价值仍然大于迄今为止的测量值。”。

该团队还能够计算声波通过这种介质的速度——每秒314公里。或者比声音在我们的大气层中传播快一千倍。

还有一个惊喜要来。波的通过与被称为宇宙射线的高速粒子强度的明显下降成一条直线。事实上,每个探测器都以两种不同的方式经历了同样的事情,这给天体物理学家带来了另一个有待解决的谜。

兰金说:“试图理解为什么太阳鞘内外宇宙射线的变化是不同的,仍然是一个悬而未决的问题。”。

旅行者号探测器可能有点旧了,但是考虑到它在太阳系边缘看起来有多忙,我们很高兴它们还没有完全退役。

这项研究发表于天体物理学杂志。

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