旅行者1號又有新發現,在太陽系邊緣,正上演一種新型電子爆發

2020-12-24 騰訊網

旅行者1號探測器已經離開太陽系

旅行者號探測器,是美國研製並建造的外層星系空間探測器,共發射了兩顆。2012年8月中旬,研究學者表明「旅行者1號」將進入星際空間,它在35年的時間裡,共飛行178億公裡。2013年9月12日,美國宇航局NASA確認「旅行者1號」探測器已經離開太陽系。但即使在穿越星際空間的時候,它們仍在探測來自230億公裡外太陽的宇宙射線爆發。

狹義上的太陽系邊緣

太陽表面不斷地發出太陽風,一種以等離子體形式存在的帶電粒子流,隨之還會產生一個磁場。由太陽風和它攜帶的物質所創造的「氣泡」被稱為日球層,也就是來自太陽的太陽風遭遇到星際介質而停滯的邊界,被稱為狹義上的太陽系邊緣。(廣義上的太陽系邊緣則是以太陽的引力範圍來界定,也就是奧爾特雲)所以下面提到的太陽系邊緣,皆是指狹義邊緣。

「日冕物質拋射」導致宇宙射線電子在星際空間的第一次爆發

根據對旅行者1號和旅行者2號最新數據的詳細分析, 一種被稱為「日冕物質拋射」所導致的太陽爆發衝擊波,發生在太陽系邊緣,這些帶電粒子的加速度,甚至超過了太陽強風的邊界。由於那裡的太陽風最強,所以類似的過程,科學家們之前就在我們太陽系的邊界觀測到過, 只是此次略有不同,這種星際衝擊波發生在一種全新的原始介質中,也是目前我們所知的宇宙射線電子在星際空間的第一次爆發。

這一切都始於太陽表面的一次大規模噴發,當一波能量與「日冕物質拋射」產生的等離子體一起進入星際空間時,衝擊波推動了能量更高的宇宙射線,並撞擊由衝擊波產生的切向磁場,另一波衝擊波反射並加速了宇宙射線進入更高的能量狀態。等離子體加熱低能電子,然後沿著磁場傳播,等離子體和宇宙射線在衝擊波的作用下,到達了如此遙遠的距離。

在太陽系外,存在非常強大的磁場

這是一個令人興奮的發現,與最近的其他數據非常吻合。自從旅行者1號探測器飛越了日球層,它發回的大量觀測數據表明,在日球層頂層之外,存在比我們想像中更強的磁場,這種磁場足以讓衝擊波前端的電子反彈、並進一步加速。科學家也已經通過宇宙射線儀器得到了確認,這些電子是被太陽上的高能事件引發的衝擊波,所導致反射和加速的。

新機制的發現,對科學家有很大的幫助

這是一種新的機制,它對於我們人類理解宇宙輻射和太陽衝擊波的物理原理,有很大的幫助,並且還能幫助科學家們更好地去定義我們太陽系的邊界,同時還能幫助我們更好的探索恆星爆炸,以及太空輻射所帶來的潛在威脅。

旅行者號探測器在工作了40多年後,依然在為人類的科學事業默默地做著貢獻,期待它為我們帶來更多的驚喜,讓我們對宇宙了解更多。

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