航海家闖磁泡區 探太陽系邊界(圖)



目前距離地球約140幾億公里的美國航太總署(NASA)航海家號太空船已經進入人類從未探索過的太陽系邊緣,一個充滿磁泡的奇怪區域。

目前距離地球約140幾億公里的美國航太總署(NASA)航海家號太空船已經進入人類從未探索過的太陽系邊緣,任務科學家表示,他們近日收到來自航海家號太空船傳回的驚人消息,目前航海家號太空船似乎進入了一個充滿磁泡(magnetic bubbles)的奇怪區域。

航海家1號從2007年左右就進入了這個磁場泡沫區;航海家2號則在1年後的2008年左右進入這個奇怪區域,科學家們稱這個奇怪區域為「日鞘層(heliosheath)」,並相信此處就是太陽系與星際空間交界之地。

根據電腦模擬結果,這些磁泡相當大,直徑達1億6000萬公里左右,比地球到太陽的平均距離(1AU,相當於1億5000萬公里)還大一些,航海家號太空船得花上數個星期才能穿越其中一個磁泡。科學家們起初不太瞭解這些太空船到底偵測到什麼,現在終於搞懂了;之所以搞了3年多才解決,是因為此處的磁場實在非常微弱,得花很多時間、仔細分析才能有結果。

美國波士頓大學(Boston University)天文學家Merav Opher表示,太陽的磁場會一直向外擴展至太陽系邊緣。由於太陽會自轉,太陽磁場因而隨之被扭轉成波浪狀或皺紋狀,有點像芭蕾舞者的裙擺一樣;且離太陽愈遠,裙擺皺褶愈緊密。當這些皺褶密到一定程度時,有趣的事就發生了,磁力線會因互相交錯而發生重新連結現象,類似太陽閃焰發生的過程。換言之,擁擠的磁場會自我重整,有時重整過程相當突然而猛烈,進而形成泡沫狀的磁泡。

Opher的同僚馬里蘭大學物理學家Jim Drake表示,「我們從來沒預期到會在太陽系邊緣發現這樣的磁場泡沫,不過事情就是這樣!」1950年代的理論學家的預測是個截然不同的狀況,遙遠的太陽磁場會彎曲成一個優雅的弧角,甚至折返太陽。而事實上,這些磁泡似乎各自獨立,與幾乎遍及整個太陽系的太陽磁場無關。

航海家號太空船上的高能粒子感應器資料顯示,航海家號太空船偶爾會進入磁泡或航出磁泡,所以古老的理論在此似乎還是有點正確,不過這個古老理論本身並無法解釋航海家號太空船發現的現象。

在日鞘層中的太陽遙遠磁場的結構究竟是否為磁場泡沫,這個問題的答案具有關鍵性的地位,因為它將規範我們太陽系究竟會和銀河系的其餘區域如何交互作用,許多來自銀河系的星際雲氣、星系磁場節點、宇宙線等等事物會嘗試穿越日鞘層進入太陽系內,當者些入侵者遭遇到磁場泡沫這個混亂場面時,會發生什麼事?若是它們穿越的不是磁場泡沫,而是彎曲弧度很大而返回太陽的磁力線又將會是如何?

以宇宙線微粒,這些被遙遠黑洞或超新星加速到幾近光速的次原子粒子(subatomic particles)所攜帶的能量非常高,當它們嘗試進入太陽系時,得先和太陽磁場奮戰一番,最後才有少數抵達太陽系內側。Opher指出,這些磁泡或許就是我們太陽系的第一道防線,不過科學家們還沒釐清這樣到底是好是壞。因為從一方面來說,磁泡似乎有很多空隙可讓宇宙線穿越,是個差勁的防護罩。

但從另一方面來說,宇宙線或許會被磁泡捕陷而困在磁泡中,是個優良的防護罩。這個問題,得等航海家號太空船更深入磁場泡沫區、取得更多資料後,科學家們或許才可能得到答案。Opher開玩笑的說,搞不好航海家號還有更多意外消息等著傳回哩!



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