太阳系跑得不够快! 外围没找到弓形冲击波

国际中心综合报导

多年来科学家一直以为整个太阳系穿过星际空间移动时,太阳圈的前面就好像喷射机突破音障时形成音爆一样,最前端由一层弓型冲击波打着头阵。出人意料,NASA IBEX号探测卫星最新发现,太阳圈在星际空间的移动速度恐怕是过慢了,导致弓形波未形成,取而代之的是幅度力道较为平缓许多的「尾流(wake)」。

主持相关研究研究员表示,过去在许多观测中看到恒星行进时,最前端都有弓型冲击波(bow shock),然而最新的发现是,放在整个互动之下看来,太阳的速度并未达到形成弓形冲击波所需门槛临界值,反倒像是滑行于水中的船在船头位置会形成的尾流,似乎还能更加传神地描绘位于太阳圈前方所发生的情景

从IBEX回传的资料有助于研究人员找到更多太阳系附近星际磁场强度资料。根据IBEX数据显示,太阳圈实际上是以大约8万3000公里的时速移动通过本地星际云,这比原先估计每小时慢了约有1万1000公里,因为这样的速度和力道均不足堪称为「弓形冲击波」,换言之,弓形波失踪了。

另一方面,星际介质磁性压也带来一些影响。无论IBEX资料或早期的探险家太空船,两者的观测结果都表示,以附近星际介质的磁场强度来看,需要更快的速度才能产生弓形冲击波。在两个因素相结合之下,结论是弓型波极不可能形成。这个观测结果,也和先前ESA的CLUSTER计划所得,认为弓型冲击波应该「相当浅薄」的结论相符合

IBEX研究团队除了根据回传的观测资料加以分析计算以外,并将这些资料与模型数值模拟结合,以推断得出一个弓型冲击波所需的必要条件有哪些,目前两组独立团队的球型模型分析结果,也是彼此一致。

▲太阳系外缘弓形冲击波。(图/取自YouTube)

这些新发现会使人类对太阳圈的认识带来什么重大改观?IBEX人员表示,现在说这些最新资料对于太阳系的太阳圈具有什么意义还言之过早,长达数十年来,科学家已经进行了含有弓型冲击波条件在内的各种假设场景的研究,现在必须先将新资料套入、研究重做才行。

截至目前为止,我们已经知道宇宙射线如何包围太阳系、太阳系在星际宇宙间如何前进、两者之间的交互作用如何进行,这对人类的太空旅行而言,都是至关紧要的知识讯息。(文/中研院天文网)

注:太阳圈是太空里的一块区域,在这个区域里主要受太阳所支配地球和其他行星都被包覆在这个蚕茧状的泡泡中。太阳风由太阳表面吹出,在这种时速有几百万公里的充气和推动下,泡泡状的太阳圈向前穿过星系。二十多年来,研究人员一直以为太阳圈前面有一层「弓型冲击波」(bow shock)打头阵,就好比喷射机突破音障(sound barrier)时所形成的音爆(sonic boom)。NASA IBEX号探测器的最新发现是,太阳圈在星际空间移动速度过慢,弓形波并未形成。