太阳系的边际在哪?答案出人意料

太阳系的边际在哪?答案出人意料
2023年09月22日 21:12 知识传送门KK

在无垠的太空中,太阳系是我们的起点。然而,它的边际是未知的领域,一个等待我们勇敢探索的谜。究竟隐藏着怎样的奇迹与挑战?跟随我们一起踏上这场星际征途,揭开宇宙的神秘面纱。

边界从哪里开始?

在过去,人们曾经认为太阳系的终点是从冥王星开始的。然而随着20世纪末其他海王星外天体的发现,冥王星本身很快就失去了行星的地位,稍微改变了我们对太阳系的看法。太阳系的核心部分是拥有行星的那片区域,海王星应该是这个部分的终点,也是范围上大好几倍的荒凉区域边界的起点。比起其他的行星,这颗被风暴席卷的冰巨行星可能是人类最少去探索的。换句话说,海王星可以说是最适合边界标志这个称号的候选者。

越过了海王星之后,就是一个被称为古柏带的区域起点。这个区域有点类似于小行星带,但无论是范围或质量都大上很多。在古柏带里面最显眼也最有趣的天体,当然是各位耳熟能详的冥王星了。不过这里还有其他相当大型的天体。例如妊神星、鸟神星和阋神星,它们与冥王星一样被归类为“矮行星”。不过这里还有很多比较小的“小行星”,是由冰和石头组成的,科学家将它们称为《过去的遗迹》。

在太阳系还非常年轻的时候,里面充满了“微行星”,也就是无限小的行星。当这些微行星相互碰撞并粘在一起,就形成了最原始的行星。最终,这些微行星如果不是成为行星的一部分,就是被喷射到太阳系的边缘。是的,这里说的太阳系边缘就是古柏带。因为上述的那些过程,让这个区域成为了真正的《创造博物馆》。

科学家认为,古柏带与现在这个时间点的宽度大约是25个天文单位。这指的是从海王星(也就是距离太阳约30个天文单位)开始,到距太阳约55个天文单位之处,绘出一条假想线的范围大概就是25个天文单位。顺便提一下,这比太阳和天王星之间的距离还要大,相当于到海王星之间的距离。

不过对于许多古柏带天体来说,这个看似广大的范围还是有一点狭窄。这些天体中有一部分被称为《离散盘天体》,在远日点时距离太阳约100个天文单位以上。另外,古柏带还有一种共振,海王星外天体和海王星的公转与自转是同步的。比如说冥王星就是其中之一,冥王星绕太阳运行两圈的同时,海王星就绕太阳运行三圈。这种轨道共振为2:3的天体被称为民族小天体,在古柏带里面有不少这种类型的天体。

然而还有其他天体的共振比为1:2 ,3:4和4:7等。会出现这种情况,是因为海王星对低质量的天体有着强烈的影响。但还有其他天体的数量比这个还要多,例如说典型的柯伊伯带天体,也被称为QB1天体。他不会和其他天体发生轨道共振,其他事物都毫无关联,只是静静地绕着太阳运行。

离散盘

穿越过古柏带之后,就开始进入了离散盘的区域。说的正确一点的话,古柏带正在逐渐的转变为离散盘。正如我们在之前提到过的,有些离散盘天体于大部分时间里都是在古柏带度过的,但在远日点时会弹出到离散盘里。离散盘主要也是来自于冰和岩石组成的小型天体,太阳在这里产生的影响很明显要弱很多。所有的行星都与太阳赤道大致位于同一个平面。古柏带天体可能是从那个平面倾斜了一点,但离散盘内部已经开始出现了混乱。

在轨道上运行的天体可以朝着水平和垂直的方向移动。因此离散盘比古波带厚上很多,而且这里的轨道呈现着非常不规律的情况。在离散盘天体中有一些很有趣的例子,例如1999TD10这种小行星。这颗小行星在近日点的时候比土星轨道更近,在远日点则是位于距离很远的离散盘里面。

对于比冥王星稍大一点的细神星来说,远日点是距离太阳97.6个天文单位,也就是说它远离了离散盘,但近日点会到达冥王星的轨道附近。因为这样,阋神星不仅被归类为古柏带天体,也被归类为离散盘天体。这个时候,细神星的轨道相对于黄道面有相当大的倾斜。也就是说,如果硬要分类的话,它的特性与离散盘比较类似。

此外,离散盘中还有许多公转周期未满200年的彗星,它们被称为短周期彗星。这些彗星短暂的接近太阳,在地球的天空中发出闪耀的光芒后,离开他们遥远寒冷的家园,然后几十年后又再次返回。目前我们还不清楚离散盘的分布范围到底有多广,但科学家们一直不断的发现新的天体。很显然的,离散盘的范围似乎延伸了数千个天文单位。从我们人类的角度来看,这是一个令人畏惧的距离,和银河系的规模相较之下还是算小的。

欧特云

在人类所知的范围内,欧特云是太阳系中最偏远、最难进行调查的区域。这个区域的范围从50个天文单位延伸到10万个天文单位,主要是由长周期彗星组成。长周期彗星是异常明亮和美丽的彗星,但这是我们一生只能看到一次的天体。有时候它会在数百万数十亿年之后返回,有的则是永远不会回来。另外,太阳的假想伴星涅莫西斯有可能是在这个范围里。

欧特云的外侧边界距离地球1.5光年,或是再更远一点,形成了太阳系的边界,也就是希尔球。然而,在离散盘区域,太阳风已经开始发生了异常的变化。例如说2011年,航海家一号探测器在距离太阳119个天文单位之处,发现了一个宇宙炼狱。在这里,太阳风最后的粒子无法再将星际粒子吹出太阳系之外,于是它们相互碰撞,动能就转化为了热能。

实际上,这个区域的某个地方有日球顶层。日球顶层是一个理论性的边界,由于星际粒子的阻力,导致太阳风粒子无法通过这个边界。我们可以说太阳的磁场就到此为止了,银河系的磁场从这里开始。

不过,我们将这里视为太阳系的边界,不能算是完全正确的。那是因为欧特云天体继续的延伸到更远的地方,而且一定是围绕着太阳在公转。换句话说,重力到达了比磁场更远的地方。在这里重力的影响已经变得非常的微弱,以至于太阳本身也就是欧特云里面的一个天体,看起来就像是天空中的一颗明亮的星星。这里可以说是太阳系里的一个区域。

整体看下来,也许我们应该要把刚刚提到的希尔球当成太阳系真正的边界。超过这个范围之后,就没有足够的重力可以支持卫星了。

希尔球位于太阳系和比邻星的中间位置。也位于半人马座阿尔法星系统的中间。比邻星本身是在离半人马座阿尔法星系统中心非常遥远的地方。在这个恒星系统的中心处,A和B两颗恒星以相对较近的距离相互盘旋运行。目前,比邻星到这两颗恒星的距离不到3万个天文单位。也就是说,从这个系统内部的恒星看过去的话,比邻星是位于离散盘里面。欧特云是整个恒星系统共有的,延伸范围应该和太阳系一样,是两光年或者再更远一点。这是因为三颗恒星的质量总和超过了太阳。因此,我们的太阳系和半人马座阿尔法星之间并没有星际空间。一旦越过太阳系的边界,立刻就是半人马座阿尔法星系统了。

但是在远离太阳系的恒星方向又是如何呢?虽然无法肯定,但是说不定行星系统之间存在着星际空间或者是某种间隙。

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