NASA航海家号探太阳系边界 首闯磁泡区惊人发现

HARRISON

　来源：台北天文馆网站



目前距离地球约140几亿公里的美国航太总署（NASA）航海家号太空船已经进入人类从未探索过的太阳系边缘，一个充满磁泡的奇怪区域。

       


目前距离地球约140几亿公里的美国航太总署（NASA）航海家号太空船已经进入人类从未探索过的太阳系边缘，任务科学家表示，他们近日收到来自航海家号太空船传回的惊人消息，目前航海家号太空船似乎进入了一个充满磁泡（magnetic bubbles）的奇怪区域。

航海家1号从2007年左右就进入了这个磁场泡沫区；航海家2号则在1年后的2008年左右进入这个奇怪区域，科学家们称这个奇怪区域为“日鞘层（heliosheath）”，并相信此处就是太阳系与星际空间交界之地。

根据电脑模拟结果，这些磁泡相当大，直径达1亿6000万公里左右，比地球到太阳的平均距离（1AU，相当于1亿5000万公里）还大一些，航海家号太空船得花上数个星期才能穿越其中一个磁泡。科学家们起初不太瞭解这些太空船到底侦测到什么，现在终于搞懂了；之所以搞了3年多才解决，是因为此处的磁场实在非常微弱，得花很多时间、仔细分析才能有结果。

美国波士顿大学（Boston University）天文学家Merav Opher表示，太阳的磁场会一直向外扩展至太阳系边缘。由于太阳会自转，太阳磁场因而随之被扭转成波浪状或皱纹状，有点像芭蕾舞者的裙摆一样；且离太阳愈远，裙摆皱褶愈紧密。当这些皱褶密到一定程度时，有趣的事就发生了，磁力线会因互相交错而发生重新连结现象，类似太阳闪焰发生的过程。换言之，拥挤的磁场会自我重整，有时重整过程相当突然而猛烈，进而形成泡沫状的磁泡。

Opher的同僚马里兰大学物理学家Jim Drake表示，“我们从来没预期到会在太阳系边缘发现这样的磁场泡沫，不过事情就是这样！”1950年代的理论学家的预测是个截然不同的状况，遥远的太阳磁场会弯曲成一个优雅的弧角，甚至折返太阳。而事实上，这些磁泡似乎各自独立，与几乎遍及整个太阳系的太阳磁场无关。

航海家号太空船上的高能粒子感应器资料显示，航海家号太空船偶尔会进入磁泡或航出磁泡，所以古老的理论在此似乎还是有点正确，不过这个古老理论本身并无法解释航海家号太空船发现的现象。

在日鞘层中的太阳遥远磁场的结构究竟是否为磁场泡沫，这个问题的答案具有关键性的地位，因为它将规范我们太阳系究竟会和银河系的其余区域如何交互作用，许多来自银河系的星际云气、星系磁场节点、宇宙线等等事物会尝试穿越日鞘层进入太阳系内，当者些入侵者遭遇到磁场泡沫这个混乱场面时，会发生什么事？若是它们穿越的不是磁场泡沫，而是弯曲弧度很大而返回太阳的磁力线又将会是如何？

以宇宙线微粒，这些被遥远黑洞或超新星加速到几近光速的次原子粒子（subatomic particles）所携带的能量非常高，当它们尝试进入太阳系时，得先和太阳磁场奋战一番，最后才有少数抵达太阳系内侧。Opher指出，这些磁泡或许就是我们太阳系的第一道防线，不过科学家们还没厘清这样到底是好是坏。因为从一方面来说，磁泡似乎有很多空隙可让宇宙线穿越，是个差劲的防护罩。

但从另一方面来说，宇宙线或许会被磁泡捕陷而困在磁泡中，是个优良的防护罩。这个问题，得等航海家号太空船更深入磁场泡沫区、取得更多资料后，科学家们或许才可能得到答案。Opher开玩笑的说，搞不好航海家号还有更多意外消息等着传回哩！