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2013 年 9 月 12 日

太陽系的前世今生 (255):太陽磁場和太陽風塑造出的太陽磁圈

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

說明 : 太陽 (sun) 的影響力止於何處 ? 沒有人有把握。 在海王星 (Neptune) 與 冥王矮行星 (Pluto) 的軌道外延伸出一片稱為日球 (Heliosphere,或稱之為太陽圈) 的區域,這是塊仍由 太陽磁場 及來自太陽風   (Solar wind) 粒子所主導的區域。 當太陽風的速度降至聲速(大約 340 公尺/秒)以下所在的表面稱為 終端震波 (Termination shock),一般認為此球層位於 75 - 90 天文單位 (AU) 處。 在 太陽系 離子 (也就是太陽風) 和 銀河系 離子實際接觸的面,我們稱之為「太陽層頂」 (Heliopause),那大概發生在 110 AU 處。 當太陽風衝擊層在局部的星系介質中移動時,就像船行於水上,在前方湧起一道盾形震波 (Bow shock,或稱之為弓形震波) ,而這大約發生在 230 AU 處。 航海家一號 (Voyager 1) 和 航海家二號 (Voyager 2) 無人太空探索器在飛離太陽約 90 AU 後回傳的太陽系影像顯示 ,太陽風隨著太陽磁場外逸情形,以及太陽磁圈的景觀。 

        上述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」(或稱之為弓形震波)是太陽風與行星的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 (256):日冕物質拋射形成太陽風與行星的關係
天文史上的今天 :  1992 年 9 月 12 日,美國太空總署 (NASA) 奮進號太空梭 (Space Shuttle Endeavour )升空執行 STS-47 任務,首度有夫妻檔日本太空人毛利衛(Mamoru "Mark" Mohri,1948.1.29.-)與他的非裔美籍妻子 (Mae Carol Jemison (1956.10.17.-)同時執行任務。
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    主編 : 陳輝樺                 
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