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探测到太阳系边缘有不明压力?会是什么?这还是个尚需解决的谜题

旅行者号探测器带回了新的数据,带回了新的问题,太阳系边缘为什么会有不明确的压力?

美国国家航空航天局(NASA)的天文学家们用旅行者号探测器的数据测量到了,太阳系边缘有活跃的波状微粒,并且发现我们的天体系统的遥远边缘处有着比我们预期更高的压力。

普林斯顿大学的天体物理学家杰米·兰金(Jamie Rankin)表示,研究结果表明,一些其他的能够造成压力的部分因素,目前还没有被考虑到。

也许,哪里有整个粒子群尚未被考虑在内。又或许它只是要比人们要稍微活跃一些。研究人员有许多可能得解释需要在未来的研究当中去探索求证。

尽管新发现本身已经足够有趣,但探究它的过程与方式也真真实实的构成了科学研究迷人的一面。

当太阳风形状的等离子体从我们的太阳发出时,它会形成一个我们称之为日光层的“气泡”。 在距离恒星140亿公里的地方,随着带电粒子迅速减慢到亚音速,太阳风实际上已经耗尽了力气。

气泡的边缘叫做太阳风鞘,它是带电粒子密度下降和磁场变弱的区域。

这个凌乱的边界之外是一个被称为太阳风层顶的薄壳,等离子薄雾在这个区域里被太阳细流吹远,并在我们的恒星在太空中移动时,受到了我们的银河邻居们的微妙影响的推动。

为保持这个“停顿”,局部星际空间推入的压力和日鞘推出的压力必须平衡。 然而,确切地知道它看起来是什么样,并不是一件容易的事。 我们可以制作模型来估计,但没有什么模型能胜过确凿的证据。

幸运的是,我们碰巧有两个探测器正穿过太阳系的那个部分。 看看下面的NASA(美国国家航空航天局)的图片,看看它们是如何组合的。

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(图来自哥达德空间飞行中心/玛丽·帕特·赫里比克-基思)

旅行者1号距离我们大约200亿千米,实际上已位于旷野之外,我们认为的星际空间中。它的搭档,旅行者2号,没落后多远,正位于出口的端点。

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它们没有办法直接地告诉我们关于该地区的空间压力的更多讯息,但最近太阳活动爆发,在一个被称为全球合并相互作用区(GMIR)的地方,提供了一个来解决这个问题的机会。

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兰金说:“这次事件的时机非常独特,因为我们在旅行者1号刚刚进入局部星际空间后就看到了它,”

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

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太阳活动实际上是对太空的一种呼喊,它抛送出粒子脉冲向远处吼叫。 这种叫声在2012年波及到了日鞘,当时旅行者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。

通过观察,研究人员计算出边界处的压力约为267毫微微帕斯卡,这绝对是我们在地球上所感受到的那种大气压力的极小的一部分。

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这可能是一个相对较小的挤压,但研究人员仍感到惊讶。

“将之前研究中已知的部分相加,我们发现我们的新压力值仍然大于迄今为止测量的值,”兰金说。

这一团队还能够计算出声波飞过这种介质的速度——314千米/每秒。 或者说比声音在我们自己的大气中传播速度快一千倍。

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还有另外一个惊喜。声波通道和一个明显的被称为宇宙射线的高速粒子的强度波动趋于一致。每个探测器都以两种不同的方式经历了同样的事情,这给天体物理学家提供了另一个需要解开的谜团。

“试图了解为什么日鞘内外的宇宙射线变化不同仍然是一个悬而未决的问题,”兰金说。

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航海者号探测器可能有点老了,但看到它忙碌地在太阳系边缘观测,我们很高兴它们还没有完全退役。

BY: MIKE MCRAE

FY: 无穷

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