太阳系在哪里结束?


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这是我过去多次听到的一个问题,对该网站的快速搜索显示这里没有有人问这个问题,因此我认为我也可以提出(并回答)它。我知道很少有人问和回答他们自己的问题,但是我认为它可以在这里工作,并且我欢迎这里任何人和所有人的意见(包括其他答案)。

太阳距离最接近的恒星系Alpha Centauri系统约4光年。但是,太阳系中的行星离太阳的距离还不远。太阳系在哪里结束?是否认为该边缘是海王星,柯伊伯带,奥尔特云或其他东西的轨道?

注意:Physics SE上的问题类似,但此处发布的答案有不同的方向。


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辉煌的问题-引起我(以及许多其他人)很长时间的

5
必填xkcd
Sparhawk 2014年

1
不确定票数,但我得到了+1。好问题。
幻想曲2015年

1
如果我们能估计距离亲密接触的频率质量的恒星中号和这样的遭遇弹出的概率轨道半径的一个目的- [R那么我们可以平均在数十亿年拿出像一个声明:“对象在[R > R L80%的几率被弹出,而R < R L的物体有80%的几率没有被弹出?这样做是吗?DMRR>RL80R<RL80
Keith McClary

Answers:


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根据Case Western Reserve University网站的《太阳系边缘》(2006年),一个重要的考虑因素是:

就太阳系而言,“边缘”的整个概念在某种程度上是不准确的,因为它没有物理上的界限-没有墙可以看见“太阳系在这里结束”的标志。但是,存在某些特定的空间区域,其中包括我们太阳系的外围成员,以及一个超出该范围的区域,太阳将不再具有任何影响力。

该定义的最后一部分似乎是对太阳系边缘的可行定义。特别,

太阳系“边缘”的有效边界区域是绝经。这是太阳的太阳风与其他恒星相遇的空间区域。这是一个波动的边界,估计约有176亿英里(120 AU)远。请注意,这在Oort Cloud中。

尽管上面的文章过时了,但更年期的概念仍然引起了科学家的兴趣,特别是距离有多远-因此,对持续的旅行者航行任务的兴趣,该任务在网站上指出,它分为三个阶段:

  • 终止冲击

通过终止电击结束了终止电击阶段并开始了日光鞘探索阶段。旅行者1号在2004年12月以94 AU越过终止冲击,旅行者2号在2007年8月以84 AU越过终止冲击。

(AU =天文单位=平均地球-太阳距离= 150,000,000km)

  • 日鞘

该航天器一直在日鞘环境中运行,该环境仍受太阳磁场和太阳风中所含粒子的控制。

截至2013年9月,旅行者1号与太阳的距离为187亿公里(125.3 AU),旅行者2号与太阳的距离为153亿公里(102.6 AU)。

在“旅行者”页面上需要注意的一个非常重要的事情是

日鞘的厚度是不确定的,可能需要几十年的时间才能穿过几十奥的厚度

  • 星际空间,NASA的“旅行者”页面已将其定义为

穿越绝经的过程开始了星际探索阶段,航天器在星际风主导的环境中运行。

Voyager任务页面提供了上面列出的参数的如下图

在此处输入图片说明

这有点复杂,因为我们不知道那里的动态情况的全部范围,文章“太阳系边缘的巨大惊喜”中的一项最新观察表明,该边缘可能会被模糊,这有点复杂。

泡沫磁泡的奇异境界,

本文中建议的可能是太阳风和星际风与磁场的混合,并指出:

一方面,气泡似乎是一个非常多孔的屏蔽层,允许许多宇宙射线穿过这些间隙。另一方面,宇宙射线可能会被困在气泡内部,这实际上会使泡沫成为非常好的屏蔽层。


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喜欢,+ 1。你从哪儿得到照片的?
HDE 226868

@ HDE226868-谢谢!我从“旅行者”任务页面上获得了图片,这是此答案中的第二个链接。

凉。好的链接。
HDE 226868

抱歉,我花了很长时间才接受,但是我想等一会儿,看看还会有其他答案(没有!)。好答案。
HDE 226868

@ HDE226868无需道歉-这是等待一段时间的好策略。

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这是我的答案。我将尝试使其尽可能全面。

定义太阳系的边缘非常困难。大多数人可能将其定义为不再受重力约束到太阳的物体。但是,这只是使问题稍微转移了一点:分界线在哪里?为了回答这个问题,我将介绍太阳系的各个区域。

第一个区域是内部行星的区域 -基本上是从小行星带到内部的所有行星。它由火星,地球,金星,水星,它们的卫星以及围绕它们的所有较小物体组成。可以想象,内部太阳系非常坎rock。陆地行星主要由岩石制成,小行星和内部行星的卫星也是如此。

第二个区域是天然气巨头的领域。它由木星,土星,天王星,海王星,它们的卫星,环系统以及各种较小的物体(例如Trojan小行星)组成。天然气巨人在太阳系初次形成时就产生了很大的影响,拉进了大块岩石,抓住了卫星,并可能稳定或破坏了轨道。有些可能已经向外迁移(按照尼斯模型),但是它们的轨道目前是稳定的。气体巨人主要由气体组成,但据认为它们具有实心或熔融核。它们的卫星组成很熟悉-更像是内部太阳系中的物体。

接下来是柯伊伯带。它有时是作为小行星带的表亲而引入的,但这并不准确。构成柯伊伯带的主体是大块岩石和冰块。柯伊伯带天体和/或海王星横穿天体的著名例子是矮行星冥王星,塞德纳,马克马克和豪梅阿。还有很多较小的物体,包括一些短周期的彗星(尽管这些彗星更恰当地属于鲜为人知的“分散磁盘”的一部分)。尽管有很多关于另一颗行星的理论已经存在多年了,但人们认为这不太可能。皮带从30到50 AU延伸。

更远的是以Jan Oort命名的Oort Cloud。观测奥尔特云中的物体非常困难,即使不是不可能,因此其存在尚未得到验证。它由长周期的彗星和较小的物体组成。这些也由岩石和冰组成。Oort云被认为可以扩展到令人难以置信的50,000 AU。虽然到目前为止提到的其他区域大致在平面上,但是奥尔特云是球形的。

有些人认为遥远的奥尔特云是太阳系的边缘,因为太阳系的大部分质量都在其中,但是实际上太阳系和星际空间之间的边界被认为是在其内部范围内:绝经期。通常被认为是太阳系的边界,因为它是太阳风与星际介质相遇的地方。通常将其放置在121 AU上,这是旅行者1号在2013年通过的位置。更年期是太阳圈的远处边界,星际介质控制着它。内部“层”受到终止电击和日鞘的限制。

总而言之,尽管太阳系由许多区域组成,但更年期被认为是其外部边界。

我再次欢迎有关此问题和解答的任何意见。


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每当我看到讨论该问题时,似乎都将绝经或它的某些变体作为答案给出了,然后提到奥尔特云超出了它。

因此,一个更正确的答案应该是,该距离结束于物体出于所有实际目的不再绑定到太阳系重心的距离。这通常由希尔球定义,它近似于重力的影响范围。

关于太阳系范围的一种简单见解是太阳与局部恒星和银河核有关的希尔球(1)。

这扩展到二十三万澳大利亚,大约3.6光年。同样,不是一堵墙。根据(1)Cherbatov(1965),太阳的重力球半径可以细分为:

  • 引力范围达到4500 AU(太阳的引力>银河中心的引力),

  • 作用范围60,000 AU(在轨道计算中更方便地将太阳用作中心体,将银河中心用作微扰体),最后

  • 小山球体230,000 AU(物体必须在此范围内绕行,以被太阳保留)。


1

我相信NASA指出,这不仅是在太阳风的作用下,而且在引力拉动的情况下……这并不是说太阳没有拉力或太阳风,而是太阳的影响现在小于周围的环境。简而言之,当太阳不再赢得拔河比赛时。


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