土星怪異特徵酷似超新星:壯觀的弓形激波(圖)

2021-01-15 中國青年網

　　據國外媒體報導，科學家發現土星的行為酷似一顆超新星，土星附近的軌道上存在強大的衝擊波將附近空間中的粒子加速至接近光速。早在2007年2月，卡西尼號土星探測器穿過土星的磁場區域，這裡存在一片由行星磁場與太陽風相互對衝形成的「弓形激波」奇觀，但是在特定的通道上，探測器檢測到速度驚人的帶電粒子，如果按照阿爾文馬赫數進行定量的話，其數值接近100，該數值一般用於表徵空間等離子環境的衝擊強度。

藝術家繪製的卡西尼探測器與土星周圍巨大的「弓形激波」想像圖

　　卡西尼探測器穿過土星磁場區域時發現，土星磁場的磁場線與軌道周圍太陽風的流動方向存在準平行關係，相對於更寬的磁場邊域存在準垂直現象，因此空間中的電子與土星的磁場發生相互作用後可接近相對論速度，即接近光速，這一過程類似於最近探測到的超新星衝擊波特徵。在超新星爆發後，不斷擴大的物質拋射速度在太空中蔓延，激發了周圍星際介質中的粒子，這些帶電粒子可在不同的電磁波長下輻射能量，形成發光的等離子環，這就是我們在地球上所看到的超新星遺蹟。

　　圖中顯示了由錢德拉、哈勃空間望遠鏡以及斯皮策紅外望遠鏡拍攝的蟹狀星雲，這裡是一個著名的超新星遺蹟，其中存在大量的被加速的粒子，同時釋放出宇宙射線，產生的高能粒子流可輻射至整個星系。雖然大多數宇宙射線可以被地球的大氣層所阻擋，但是地球周圍軌道上，甚至是高海拔地區的精密儀器都會受到射線的損害，人類的DNA也會遭到不同程度的破壞。卡西尼探測器的研究使我們了解到太陽系中存在類似超新星粒子衝擊環境的現象，為研究遙遠的高能天體物理起到了鋪墊作用。

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