太陽(yáng)系形狀為何像“羊角面包”？今天科學(xué)家終于發(fā)現(xiàn)原因了

來(lái)自太陽(yáng)的風(fēng)和輻射向外流動(dòng)到星際空間，創(chuàng)造了一個(gè)受太陽(yáng)影響的邊界，在這個(gè)邊界內(nèi)，太陽(yáng)系中的星球能夠不受強(qiáng)大宇宙輻射的傷害。這個(gè)邊界被稱為日光層，了解它是如何工作的，是了解我們太陽(yáng)系的一個(gè)重要部分。

馬里蘭大學(xué)的天體物理學(xué)家詹姆斯-德雷克（James Drake）說(shuō)：由太陽(yáng)產(chǎn)生的環(huán)繞我們的氣泡提供了對(duì)銀河系宇宙射線的保護(hù)，而它的形狀可以影響這些射線如何進(jìn)入日光層。

由于我們?cè)谌展鈱觾?nèi)，其邊界實(shí)際上是不可見(jiàn)的，所以弄清其形狀并不容易。但這也不是不可能的。兩個(gè)旅行者號(hào)探測(cè)器和新視野號(hào)已經(jīng)前往太陽(yáng)系遠(yuǎn)方。事實(shí)上，旅行者號(hào)探測(cè)器已經(jīng)穿越了日光層的邊界，目前正在星際空間中航行。

通過(guò)這些探測(cè)器的數(shù)據(jù)，科學(xué)家們確定，日光層的形狀可能有點(diǎn)像一個(gè)奇怪的宇宙羊角面包?，F(xiàn)在，他們已經(jīng)弄清楚了原因：從星際空間流入太陽(yáng)系的中性氫粒子可能在塑造日光層的形狀方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

該小組開(kāi)始調(diào)查日光層噴流。這些是由太陽(yáng)磁場(chǎng)和星際磁場(chǎng)的相互作用而形成的從太陽(yáng)兩極噴出的物質(zhì)噴流。不過(guò)，它們不是筆直地射出，而是在星際流的推動(dòng)下彎曲，就像羊角面包一樣。

根據(jù)該團(tuán)隊(duì)的分析，這是因?yàn)橹行詺渑c日鞘（heliosheath）--日光層的外部區(qū)域--中的電離物質(zhì)的相互作用而發(fā)生的。這個(gè)現(xiàn)象產(chǎn)生了瑞利-泰勒不穩(wěn)定性，即當(dāng)較輕的流體推入較重的流體時(shí)，在兩種不同密度的流體之間的界面上發(fā)生的不穩(wěn)定性。反過(guò)來(lái)，這在日光層的尾部產(chǎn)生大規(guī)模的湍流。

在對(duì)日光層形狀的產(chǎn)生原因有了清晰了解后，我們可以更好地理解銀河系宇宙射線進(jìn)入太陽(yáng)系的方式以及太陽(yáng)系的輻射環(huán)境。

該研究論文題為"A Turbulent Heliosheath Driven by the Rayleigh–Taylor Instability"，已發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》期刊上。

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參考資料：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac2d2e

標(biāo)簽： 太陽(yáng)系 磁場(chǎng)