科学家发现太阳系边缘出现巨大能量带

2013-02-17 08:51  来源:新浪科技

一个新理论说,一个巨大的中性原子带在太阳系边缘边界处移动。

  一个新理论说,一个巨大的中性原子带在太阳系边缘边界处移动。

这个模型展示了太阳系周围的能量带。来自太阳风的中性氢原子在这里穿越局部银河磁场。图中很长的对角线解释了这个过程。

  这个模型展示了太阳系周围的能量带。来自太阳风的中性氢原子在这里穿越局部银河磁场。图中很长的对角线解释了这个过程。

  北京时间2月17日消息,据国外媒体报道,一个新理论说,太阳系边缘形成一个巨大粒子带,而这个神秘地带就像船被强大海浪困在码头里。美国宇航局的星际边界探测器(IBEX)最先发现这个奇怪现象。这个理论称,带电离子和强大磁场相互作用时产生这一现象。

  支持这一理论的研究人员表示,它可能有助于科学家了解太阳系边缘的边界地带——太阳圈和宇宙其他空间是如何相互作用的。研究负责人凯文-斯查德隆说:“通过研究这个能量巨大的粒子带,可了解我们是如何穿过星际介质磁场的以及这些磁场后来是如何影响我们的太空环境的。”从2008年10月发射升空以来,星际边界探测器就提供众多银河系和星际空间中看不见的相互作用的照片。

  从太阳系边缘边界处发射出来的粒子形成一个引人注目的窄带。虽然有10几个潜在理论解释了这种现象,但还没有一种理论令人满意。新罕布什尔大学和西南研究所的美国科学家用一个新的“保留模型”进行研究,认为带电粒子像中性原子一样逃走时被困在这个地区,制造出这个能量带。

  研究人员根据2009年最早公布的一个理论和有关这个能量带的发现以及2010年进行的定量模拟获得这个新理论。根据这个理论,这个能量带存在于一个特殊位置,而在这里,来自太阳风的中性氢原子在局部银河磁场中穿行。中性原子并没有受到磁场影响,但它们的电子脱离时它们就变成带电粒子,开始在磁场线附近急速旋转。

  这个过程经常使离子朝太阳方向往回移动。所以那些在恰当时间获得电子的离子可能解释额外增加的中性原子制造出这个能量带的原因。问题是这个物理过程可能使中性原子的分布出现故障。美国科学家根据这个过程建造的模型显示出一个比星际边界探测器观测到的能量带还要窄的粒子带。这个新理论增加一个关键过程:带电粒子的急速旋转在磁场中产生波动或振动,接下来带电离子就被这些波动困在一个地区中,然后它会增大离子密度,制造出可见的更宽能量带。

  新罕布什尔大学天体物理学家斯查德隆教授表示:“你可以把这个能量带想象成一个海港,而它含有的太阳风粒子就是船。如果海港外面的海浪非常强大,这些船就会被困在这个海港中。这是这个新能量带模型的本质。这个能量带是因磁场中的剧烈波动和振动困住或保留住最初来自太阳风粒子的地区。”

  这个保留理论可能在很大程度上解释太阳系边缘边界处形成的能量带,但这个星际边界探测器科研组离完全解释这种现象还有很大一段距离。为这个保留理论进行的一个重点试验将有助于科学家了解这个能量带的变化和太阳风变化同时进行的原因。

  星际边界探测器任务科学家艾瑞克-克里斯蒂安说:“我们通过星际边界探测器认识到,太阳磁场和银河磁场间的相互作用比我们以前认为的更复杂难懂。通过改进一个早期模型,研究结果可为了解这个被星际边界探测器观测到的能量带提供最佳解释。”(孝文)

责任编辑: 房小葵
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