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2013 年 9 月 4 日

太陽系的前世今生 (247):太陽磁層 (Magnetosphere)

影像提供 : NASA/JPL/JHUAPL
文字提供 : 陳輝樺 (NMNS )  

說明 : 我們已經知道若一個帶電物質相對於你是有相對的運動時,則你除了能感受到它 電場 (Electric field) 的存在外, 另會感受到 磁場 (Magnetic field) 的存在。 也知道太陽的內部充斥著是高密度的 電漿 (Plasma), 這些大量帶電離子受到 太陽內部核融合反應   巨大能量的推力 , 這些電漿態流體向外形成高速的對流而產生強烈磁場。 那麼,太陽 (sun) 會不會和地球 一樣擁有巨大 磁圈 (Magnetosphere)? 依據現正在太陽轉軸延線附近向外飛行的 航海家一號 (Voyager 1) 和 航海家二號 (Voyager 2) 無人太空探索器之數據顯示, 太陽也有著和地球一樣的巨大磁層,它正保護著 太陽系 (Solar system) 裡所有的 行星 (Planets) 和 衛星 (natural satellites 或 moons), 免受來自 銀河系 (Milky way) 中心和外星系星際風 (Interstellar wind) 與 恆星風 (Stellar wind) 吹襲。上圖示從最近位於 土星系統 內的 卡西尼號 (Cassini) 太空船傳回影像顯示, 太陽層頂 (heliopause) 並無尾狀而是呈現泡沫狀, 以及 太陽的磁層 (magnetosphere) 和形成的拱形防護

        上圖中數個專有名詞解釋如下:所謂的「磁層」(magnetosphere,或稱磁圈磁氣圈)是一個天體周圍由帶電離子組成、以該天體的磁場為主的區域。 它們是天體免受外來帶電粒子襲擊的太空防護罩。 「終端震波」 (Termination Shock) 是太陽風因為與當地的星際介質 (Interstellar medium) 產生交互作用而減速至低於聲速的場所,太陽風通過終止震波引起密度壓縮、加熱和磁場的變化。 「日球」 (Heliosphere,或稱之為太陽圈) 是太陽風吹入星際物質的空間中造成的氣泡, 雖然來自星際空間的中性原子可也以滲入這個氣泡,但實際上在太陽圈中主要的物質都是來自太陽本身的。 「太陽層頂」 (Heliopause)是太陽風和星際介質的交界處,來自雙方的壓力在此達到平衡。 太陽風的微粒因星際介質而停滯不前之處,而通過盾形震波的星際介質也就不再會活躍了。 「日鞘」 (Heliosheath) 是太陽圈的終端震波外面的區域,太陽風在此處因為與星際介質的交互作用,因而被減速、壓縮、且會產生湍流。 日鞘的形狀像彗星的彗髮,尾跡會在太陽運動的路徑方向拉長。 「盾形震波」 (Bow shock,或稱之為弓形震波) 是太陽風與行星磁層頂相遇處形成的震波; 或是位於太陽運動路徑的前方、太陽風和星際介質在太陽層頂相遇處形成的 震波 (Shock wave)。

明日主題 : 太陽系的前世今生 (248):恆星風(Stellar Wind)
天文史上的今天 : 2005 年 9 月 4 日,由美國航空暨太空總署 (NASA)、英國、義大利共同研製觀測伽瑪射線爆 (gamma-ray burst)的天文衛星 ─ 雨燕衛星(Swift Gamma-Ray Burst Mission,Swift)偵測到一個距離我們約 127 億光年遠、達 200 秒的長周期伽瑪射線爆 GRB 050904
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    主編 : 陳輝樺                 
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