太阳系到底有多大它的边界又在哪里
太阳系
2026-04-11
菜科探索
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简介：
【菜科解读】
1977年9月5日，美国宇航局发射了旅行者一号，这艘无人外太空探测器开启了一段伟大的历程。
当时的天文学家发现，太阳系正处于一次百年一遇的行星特殊几何排列，这意味着人造探测器只需少量燃料进行航道修正，并借助各行星的引力弹弓效应，便能加速飞行，探访太阳系中的四颗气态行星。
于是，旅行者一号及其姊妹船旅行者二号应运而生。
根据美国宇航局的确认，经过漫长的飞行，旅行者一号已于2014年穿越太阳的日球层，现在它距离地球约226亿公里，以每秒17千米的速度继续向前飞行。
尽管旅行者一号已飞行如此之远，人们不得不接受一个事实，那就是它在宇宙空间中飞行了近44年，却仍然在太阳系内徘徊。
从银河系的角度来看，太阳只是猎户座悬臂内的一颗普通黄矮星，直径仅为139万公里。
整个太阳系的范围要比想象的广阔得多。
很多人一直以为太阳的日球层顶便是"太阳系的边缘地带"，因为在这个范围内，太阳风会遇到星际介质而停滞，从而形成边界。
实际上，日球层顶并不是太阳的边缘。
目前，天文学家普遍认为太阳系的边界是以太阳的引力束缚为界线的地方，也就是奥尔特云的范围。
奥尔特云是一个包围整个太阳系的球状云团，由众多彗星组成，是太阳系形成初期时留下的剩余物质。
太阳系来自于46亿年前的星云坍缩。
在坍缩过程中，太阳占据了太阳系总质量的99.86%，而其他物质则形成了八颗行星、上百颗卫星以及数不清的小行星。
而太阳系以外的空间物质则形成了奥尔特云。
在奥尔特云中，彗星们仍受到太阳引力的影响。
科学家将奥尔特云定义为太阳系的边界。
奥尔特云的规模非常庞大，距离太阳约为50000至100000个天文单位，相当于半径长达1光年，折算下来大约为9.46万亿公里。
这意味着只有当我们飞出奥尔特云时，才能真正离开太阳系。
然而，目前的旅行者一号已经飞行了44年，只飞行了20个光时的距离，要完全飞出太阳系，还需要1.7万年的时间。
这令人感叹，一个微小的太阳系对人类来说已经如此浩瀚而广阔，而在太阳系之上的银河系以及更大的星系群则几乎是我们无法想象的巨大存在！
旅行者一号还未真正离开太阳系，但它的飞行之旅依然是人类科学与勇气的伟大篇章。
期待着未来更多的探索，希望有一天，人类能够真正突破太阳系的界限，进一步探索宇宙的奥秘，揭示更多宇宙的未知。
美科学家精确测量太阳系外星际磁场强度与方向
测器带"是一条相对狭长的粒子带，其中粒子由日光层外层向太阳飞行。最新研究显示，这些来自日光层外层的粒子其实最初源自太阳，它们为科学家带来了关于遥远的星际磁场的信息。
北京时间3月3日消息，据国外媒体报道，2008年，美国宇航局"星际边界探测器"发射升空，专门用于探测太阳系与星际空间交界地带。
数年来，"星际边界探测器"帮助科学家不断取得惊人发现，从而让人类更清楚地认识太阳系外的宇宙空间。
近日，美国西南研究院科学家根据"星际边界探测器"的探测数据精确地测量了日光层外的磁场强度和磁场方向，从而发现了一种支配太阳系之外星系的力。
在2008年刚刚发射不久，"星际边界探测器"就发现了一小片狭长的宇宙空间的神奇之处，那里比其它区域有更多的粒子在其中流动。
这片狭长的宇宙空间也被称为"星际边界探测器带"。
这个神秘的带状结构帮助科学家打开了窥探太阳系外宇宙空间的大门。
美国宇航局认为，"这就好比根据窗外的雨滴来判断室外的天气情况。
" 为了更好地描述太阳系邻近的宇宙空间，美国西南研究院科学家根据"星际边界探测器"的探测数据对星际边界进行模拟分析与研究。
星际边界位于我们太阳系周围的巨型磁场泡泡的最边缘，也被称为日光层。
通过最新的分析结果，科学家精确测量了日光层外的磁场强度和磁场方向。
科学家们的研究成果发表于《天体物理学杂志》上。
专家认为，科学家的最新研究成果让我们认识了支配太阳系之外星系的磁场力，从而对我们太阳系周围的宇宙空间有了更清楚的认识。
这一研究成果是基于"星际边界探测器带"的起源理论而形成的。
在"星际边界探测器带"中，流动的粒子其实是太阳粒子经过长途飞行到太阳磁场边界后被反射回来的。
在太阳系的周围，有一个巨型的泡泡，即日光层。
泡泡中充满了所谓的太阳风，即太阳不断喷射出来的电离态气体。
当这些粒子抵达日光层边界时，它们的运动就会变得更为复杂。
美研发革命性“太阳风推进”技术：10年可飞抵太阳系边缘
美国宇航局的工程师们已经开始测试新型空间推进系统，这一系统将利用太阳释放出的大量粒子产生的推力，实现史无前例的加速，一旦成功，它将有望将人类的探索范围拓展至恒星际空间 这一新型推进概念被称作"日球层顶静电快速推进系统"(HERTS)，或者直接称为"静电风帆"(E-Sail)，其推进不需要任何内部安装的推进系统。相反，"静电风帆"将借助太阳风抵达日球层顶，那里可以被视作是太阳系的边界 北京时间4月30日消息，美国宇航局(NASA)的工程师们已经开始测试新型空间推进系统，一旦成功，它将有望将人类的探索范围拓展至恒星际空间。
这一系统将利用太阳释放出的大量粒子产生的推力，实现史无前例的加速。
研究人员们指出，采用这种推进方式的新型飞船将能够在短短10年内飞抵日球层顶，而采用1970年代技术发射的旅行者号飞船完成这一路程则整整耗费了35年的时间。
日球层顶(heliopause)是太阳风作用逐渐终止，空间环境逐渐向恒星际空间过渡的边界层。
这一新型推进概念被称作"日球层顶静电快速推进系统"(HERTS)，或者直接称为"静电风帆"(E-Sail)，其推进不需要任何内部安装的推进系统。
相反，"静电风帆"将借助太阳风抵达日球层顶，那里可以被视作是太阳系的边界。
一艘缓慢自转的飞船可以释放10~20根带电铝制导线，形成一个巨大的"静电风帆"。
每条这样的导线厚度仅有一毫米，但长度达到12.5英里(约合20公里)，几乎和219个足球场相当。
这款"静电风帆"能够排斥通过的带电荷的质子流，从而产生推力。
HERTS"静电风帆"项目的首席科学家，美国宇航局马歇尔空间飞行中心先进概念办公室的布鲁斯·魏格曼(Bruce Wiegmann)表示："太阳每时每刻都在以极高的速度释放出大量质子和电子，速度可以达到每秒400~750公里。
而静电风帆正是利用这股粒子流实现推进。
" 一艘缓慢自转的飞船可以释放10~20根带电铝制导线，形成一个巨大的"静电风帆"。
每条这样的导线厚度仅有一毫米，但长度达到12.5英里(约合20公里)，几乎和219个足球场相当 在受控等离子体腔室内进行测试工作，"日球层顶静电快速推进系统"(HERTS)将测试在带正电荷的导线作用下质子和电子被吸引和排斥的效率。
工程师们还将开展等离子体测试，并改进未来进一步开发静电风帆所需要模型数据 目前，位于亚拉巴马州的美国宇航局马歇尔空间飞行中心已经开始了相关技术实验，预计这一研究项目将持续至少两年时间。
在这次实验期间，工程师们将会确定静电风帆在飞行过程中能够排斥开的质子数量以及能够被吸引的电子数量。
工程师们还将开展等离子体测试，并改进未来进一步开发静电风帆所需要模型数据。
关于静电风帆推进的最初设想来自芬兰气象研究所(FMI)的裴卡·詹能博士(Dr Pekka Janhunen)，但研究人员表示想要真正将这一设想变为现实仍然有大量的工作需要去做，目前这项技术距离真正实现应用至少还有10年以上的差距。
随着飞船逐渐远离太阳，这款风帆的有效作用面积还会进一步增加，在距离太阳一个天文单位(即地球到太阳的平均距离)处，这款风帆的有效作用面积大约是232平方英里(约合600.87平方公里)，但在距离5个天文单位处，其有效面积将增大到大约463平方英里(约合1199.2平方公里)。
在一般情况下，太阳光子流的能量随着和太阳之间的距离增加，其能量会减弱，因此一般认为采用太阳光压推进技术的飞船到了太阳系的小行星带范围外侧开始就将很难获得足够的推力继续向外飞行了。
但是静电风帆利用的是太阳风粒子流(质子和电子)，因此情况完全不同，在小行星带范围外侧，静电风帆将能够继续向前飞行。
魏格曼表示："我们不必有此担心，伴随稳定的质子流和不断扩大的有效推进面积，甚至在距离太阳远达16~20天文单位的位置上，我们的飞船仍然将能够获得足够的推力而维持飞行，这已经比采用光压技术的太阳帆飞船的飞行距离至少超出3倍以上。
这样漫长的加速过程将产生极高的速度。
" 当美国宇航局的旅行者-1号飞船在2012年确认跨越日球层顶的时候，这艘飞船在太空里已经飞行了整整35年之久。
而采用这种新型推进技术的未来飞船达成这一目标预计将只需要大约1/3的时间。
魏格曼表示："我们的研究显示，采用静电风帆技术推进的飞船将能够在不到10年的时间里抵达日球层顶。
这将对此类飞船的科学回报效率产生革命性的影响。
" 尽管这项技术的设计初衷是为了让飞船跨越日球层顶，但研究人员们表示其对于太阳系内部的探索同样意义重大。
魏格曼表示："随着研究组深入考察这一技术概念，事情已经逐渐变得清晰，那就是这项技术设计是具有灵活性和可调整性的。
未来的任务设计者们可以通过调节导线长度、导线数量以及电压高低来适应不同的任务目的——或许是内太阳系探索、外太阳系探索或者是飞往日球层顶区域。
静电风帆技术的应用范围广阔。
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