<p class="ql-block"> 科技動(dòng)態(tài)《太陽系的邊緣到底在哪兒？答案挺沮喪的（上）》</p><p class="ql-block"> 【柯伊伯帶】</p><p class="ql-block"> 我們的生活在地球上，地球是太陽系從里到外的第三顆行星。自從人類有了文明以來，人類一直在觀察著宇宙，觀察著這片星空。</p><p class="ql-block"> 進(jìn)入現(xiàn)代文明以來，科技突飛猛進(jìn)，尤其是近30年以來，天文科學(xué)的發(fā)展達(dá)到了新的高度。</p><p class="ql-block"> 我們對(duì)宇宙的認(rèn)知發(fā)生了爆炸性的增長(zhǎng)，我們?cè)阢y河系中發(fā)現(xiàn)了數(shù)十億顆恒星，在宇宙中發(fā)現(xiàn)了數(shù)十億個(gè)新的星系，我們也見識(shí)了黑洞噴射出宇宙噴流，看到了壯觀的超新星……</p><p class="ql-block"> 然而，天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，我們對(duì)自己的太陽系世界卻知之甚少。當(dāng)我們研究宇宙時(shí)，我們就身處于太陽系，所以這是我們最應(yīng)該了解的。</p><p class="ql-block"> 但事實(shí)證明，我們才剛剛開始了解我們的太陽系，而且更讓人驚訝的是，我們并不真正了解它的范圍，它到底有多大？</p><p class="ql-block"> 以前我們一直說，太陽系有九大行星，冥王星是最遠(yuǎn)的行星，那個(gè)就是太陽的最邊緣的地方，然而結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)完全都錯(cuò)了，如果你認(rèn)為太陽系邊緣就在那些海王星和冥王星所在的地方，就大錯(cuò)特錯(cuò)了！</p><p class="ql-block"> 冥王星所在區(qū)域，是一個(gè)非常廣袤的區(qū)域。在這個(gè)區(qū)域的外圍，如果你在那邊看太陽，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，太陽有可能會(huì)被誤認(rèn)為是另一顆恒星。</p><p class="ql-block"> 在太陽系的這個(gè)黑暗區(qū)域里，有巨大的東西潛伏著，它們的存在只能通過一些誤入太陽系內(nèi)部的星體，才能被證實(shí)。</p><p class="ql-block"> 這些星體就是彗星?，F(xiàn)在科學(xué)家們認(rèn)為，這些彗星來自海王星軌道之外的一個(gè)神秘圓盤——柯伊伯帶。</p><p class="ql-block"> 這個(gè)區(qū)域的天體，很難被觀察到。試想一下，觀察的物體可能只有100多公里寬，但它們有幾十億英里遠(yuǎn)。也許有人會(huì)問，我們可以看到幾百或幾千光年遠(yuǎn)的恒星，為什么柯伊伯帶的天體卻很難發(fā)現(xiàn)？</p><p class="ql-block"> 這是因?yàn)?，那些恒星都是發(fā)光體，而我們要觀察的這個(gè)100多公里寬的彗星，它本身并不會(huì)發(fā)光，而且更加要命的是，它們還很黑。這就是為什么要找到這些東西是非常困難的原因了。</p><p class="ql-block"> 柯伊伯帶的物體大多是由冰制成的，但它們不會(huì)像冰山那樣閃閃發(fā)光，它們比瀝青和焦油都黑！</p><p class="ql-block"> 之所以它們會(huì)這么黑，是因?yàn)?，它們的表面被太陽“烤焦”了?lt;/p><p class="ql-block"> 我們現(xiàn)在知道彗星有很多有機(jī)分子，也就是說有碳的分子，當(dāng)這些東西被紫外線和宇宙射線照射時(shí)，它們會(huì)燒焦變黑，所以就像你吃了一塊肉，放在烤肉架上太久后，肉就被燒焦了。</p><p class="ql-block"> 彗星也是這樣，彗星和其他柯伊伯帶天體，由于它們的黑色涂層，融入了黑暗的太空背景，所以我們很難看到它們。如果要觀察那么小的一個(gè)東西是非常困難的，甚至沒有人認(rèn)為能做得到。</p><p class="ql-block"> 1986年，來自夏威夷莫納克亞天文臺(tái)的天文學(xué)家們證明他們都錯(cuò)了。他們?cè)诳乱敛畮Оl(fā)現(xiàn)了山一樣大小的黑色冰塊。</p><p class="ql-block"> 一夜之間科學(xué)家們將太陽系的直徑擴(kuò)大了一倍?？乱敛畮Ь嚯x太陽的距離，是地球軌道的50倍，就像一個(gè)巨大的戒指。</p><p class="ql-block"> 柯伊伯帶中的物質(zhì)實(shí)際上是行星的剩余組成部分，這些物質(zhì)本應(yīng)該形成更大的行星，比如地球或木星。</p><p class="ql-block"> 但這些物質(zhì)在成為行星的道路上掉隊(duì)了，它們就這樣被遺留了下來，變成一小塊一小塊的物質(zhì)。</p><p class="ql-block"> 【可憐的冥王星】</p><p class="ql-block"> 柯伊伯帶的發(fā)現(xiàn)立即使我們太陽系的規(guī)模發(fā)生了膨脹，但卻削弱了一個(gè)成員的地位，因?yàn)榭乱敛畮系囊恍┨祗w比我們最小的行星還要大，比如“鬩神星”。</p><p class="ql-block"> 冥王星行星的地位遭到了挑戰(zhàn)，而且柯伊伯帶被發(fā)現(xiàn)的天體越來越多，如果發(fā)現(xiàn)更大的天體，難道都叫太陽系的大行星？</p><p class="ql-block"> 一直有行星被發(fā)現(xiàn)，行星隊(duì)伍難道一直增加，這顯然是不行的。</p><p class="ql-block"> 因此在2006年，行星被重新定義，就這樣冥王星降級(jí)了，成為了矮行星。</p><p class="ql-block"> 現(xiàn)在行星的定義是：環(huán)繞太陽（恒星）運(yùn)行的天體，它們有足夠大的質(zhì)量使自身因?yàn)橐Χ蔀閳A球體，并且能清除鄰近的小天體。</p><p class="ql-block"> 未能清除軌道內(nèi)小天體的則被納入一個(gè)新創(chuàng)的分類，稱作矮行星。事實(shí)上，我們已經(jīng)在柯伊伯帶發(fā)現(xiàn)了好幾顆矮行星了。關(guān)于矮行星，筆者會(huì)專門對(duì)其進(jìn)行講述。</p><p class="ql-block"> 有趣的是，因?yàn)橼ね跣墙导?jí)為矮行星，當(dāng)時(shí)有些人進(jìn)行游行抗議，說不能歧視“冥王星”。</p><p class="ql-block"> 其實(shí)，這真的不是歧視冥王星，而是把它放在了合適的位置。好吧，無論怎么說，現(xiàn)在我們的太陽系只有“八大行星”了。</p><p class="ql-block"> 【日冕層】</p><p class="ql-block"> 柯伊伯帶的發(fā)現(xiàn)打開了太陽系的大門，但它只是一個(gè)開始。在更遠(yuǎn)的地方發(fā)現(xiàn)的東西更為引人注目！</p><p class="ql-block"> 雖然柯伊伯帶距離太陽的距離非常遙遠(yuǎn)，也十分巨大，但如果你認(rèn)為柯伊伯帶的邊緣就是太陽系的邊緣，那你就太小看太陽系了。</p><p class="ql-block"> 在遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出柯伊伯帶的地方，圍繞著太陽系的區(qū)域，太陽部屬了一個(gè)太陽風(fēng)“盾牌”。你可知道，我們的太陽正在和銀河系中最大的槍支進(jìn)行著一場(chǎng)宇宙戰(zhàn)爭(zhēng)，而且我們的生命取決于它的勝利。</p><p class="ql-block"> 宇宙中到處充滿著叫宇宙射線的致命輻射。宇宙射線本質(zhì)上是亞原子粒子，如氦原子核、質(zhì)子和電子。</p><p class="ql-block"> 它們以幾乎光速在太空中飛馳，它們可以穿越很長(zhǎng)的距離，哪怕是幾十萬光年。最后它們會(huì)來到地球上，并擊中我們。</p><p class="ql-block"> 宇宙射線是從銀河系深處爆炸的恒星中射出來的，它們都是生命殺手。它們能撕裂電子，事實(shí)上它們可以改變細(xì)胞的化學(xué)結(jié)構(gòu)，引起突變，它們最終會(huì)殺死我們。</p><p class="ql-block"> 如果地球在沒有任何保護(hù)的情況下，不斷地被宇宙射線擊中，那么高等生命形式是否能夠生存還是個(gè)未知數(shù)。</p><p class="ql-block"> 但現(xiàn)在幾乎沒有什么宇宙射線真正射向我們，因?yàn)?400萬公里外，一個(gè)防護(hù)罩正在保護(hù)我們免受這種致命輻射的全面攻擊。</p><p class="ql-block"> 這個(gè)防護(hù)罩是由太陽提供的，太陽通過發(fā)射太陽風(fēng)來對(duì)抗宇宙射線。它是一種超高速粒子流，我們很形象地稱它為“太陽風(fēng)”。它的主要成分是氫，而且數(shù)量驚人，每秒數(shù)十億噸。</p><p class="ql-block"> 某些太陽風(fēng)以每小時(shí)300多萬公里的速度高速傳播。它能產(chǎn)生相當(dāng)大的沖擊力，我們?cè)诘厍蛏蠜]有受到的沖擊，是因?yàn)榈厍虻拇艌?chǎng)使它偏轉(zhuǎn)。</p><p class="ql-block"> 太陽風(fēng)不僅僅吹向地球，它不斷地向外太空傳播，吹過太陽系內(nèi)所有的行星，它飛過木星、土星、天王星、海王星——并繼續(xù)前進(jìn)穿過柯伊伯帶（55億公里），攜帶著太陽磁場(chǎng)在太陽系周圍形成了一個(gè)巨大的防御屏障。我們稱之為日冕層。</p><p class="ql-block"> 日光層可以形象地看作是太陽風(fēng)在我們的太陽系周圍吹出一個(gè)氣泡。當(dāng)宇宙射線射過來后，撞擊這個(gè)氣泡，大部分有害射線都被偏轉(zhuǎn)到了外太空中。沒有這個(gè)盾牌，高等生命恐怕就沒有機(jī)會(huì)在地球上進(jìn)化了。</p><p class="ql-block"> 當(dāng)然和自然界中的其他事物一樣，太陽風(fēng)也是一把雙刃劍，它既會(huì)危害我們的地球，但也會(huì)保護(hù)我們免受來自銀河系物質(zhì)的傷害。在宇宙中有太多的例子，你認(rèn)為非常危險(xiǎn)和有破壞性的東西，其實(shí)也在保護(hù)著你。</p><p class="ql-block"> 而太陽風(fēng)就是這樣一種東西，這些來自太陽的高能粒子，最大的作用就是保護(hù)我們整個(gè)太陽系免受更危險(xiǎn)的粒子的傷害。</p><p class="ql-block"> 當(dāng)太陽系緩慢繞銀河系中心運(yùn)行時(shí)，這些具有保護(hù)性的氣泡在塵埃和氣體中翻滾，就像是一艘劃過水面的船一樣在水面上翻滾。</p><p class="ql-block"> 太陽風(fēng)猛烈地撞擊著太陽系外的物質(zhì)，當(dāng)這些物質(zhì)進(jìn)入到太陽系內(nèi)時(shí)，它已經(jīng)減速并停止了，成為了靜止的波動(dòng)。</p><p class="ql-block"> 【太陽風(fēng)層頂】</p><p class="ql-block"> 當(dāng)美國(guó)宇航局在1977年發(fā)射旅行者1號(hào)時(shí)，他們認(rèn)為它可以工作5年。然而37年后，這個(gè)小小的太空探測(cè)器，仍在向我們發(fā)送令人難以置信的信息。</p><p class="ql-block"> 2012年8月，在距地球180億公里的地方，它離開了日球?qū)?，進(jìn)入了完全神秘的太陽風(fēng)層頂。這是太陽風(fēng)能到達(dá)的最遠(yuǎn)的地方，也是和星際空間的交界處。某種程度上，從這里開始將接觸星際鄰居。</p><p class="ql-block"> 太陽風(fēng)層頂，這是我們幾乎一無所知的太陽系的區(qū)域。人類歷史上第一次有一個(gè)機(jī)器人探測(cè)器來到這個(gè)地方。</p><p class="ql-block"> 當(dāng)這個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的探測(cè)器回顧太陽系時(shí)，它給我們帶來了相當(dāng)大的驚喜。天文學(xué)家曾認(rèn)為，太陽圈的形狀有點(diǎn)像彗星，巨大的尾巴向后延伸數(shù)千億公里。</p><p class="ql-block"> 但是旅行者1號(hào)發(fā)現(xiàn)了一些新的和不尋常的東西，它絕對(duì)不是一個(gè)有著巨大尾巴的彗星形狀的球形，而是一個(gè)有兩個(gè)短尾巴的新月形狀。</p><p class="ql-block"> 我們可以從這里開始，向前推進(jìn)，開始深入了解太陽系周圍的區(qū)域。</p><p class="ql-block"> 旅行者號(hào)還發(fā)回了令人震驚的消息，關(guān)于太陽在非常邊緣區(qū)域的影響力，太陽風(fēng)層頂可能不是一個(gè)清晰的屏障，沒有清晰邊緣，是一個(gè)非常不清晰的東西。它實(shí)際上是一個(gè)模糊的擴(kuò)展區(qū)域，它有幾億英里寬。</p><p class="ql-block"> 就在這片區(qū)域中，旅行者號(hào)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)真正奇怪的東西：一個(gè)巨大的磁氣泡球體。</p><p class="ql-block"> 當(dāng)太陽的磁場(chǎng)在深空蕩漾時(shí)，它會(huì)扭曲和纏繞，這些磁力線縱橫交錯(cuò)，重新連接，形成巨大的磁泡。</p><p class="ql-block"> 每個(gè)泡沫球/氣泡的直徑約為1.6億公里，非常巨大。那是從地球到太陽的距離。</p><p class="ql-block"> 沒有人知道這些磁泡的作用，但有可能這個(gè)宇宙氣泡膜是抵御銀河輻射的第一道防線，有助于保護(hù)太陽系免受宇宙射線的沖擊。</p><p class="ql-block"> 編輯：云鷹</p><p class="ql-block"> 未完待續(xù)</p> <p class="ql-block"> *科伊伯帶示意圖</p> <p class="ql-block"> *旅行者1號(hào)</p> <p class="ql-block"> *太陽風(fēng)層頂?shù)男螤?lt;/p>