ระบบสุริยะสิ้นสุดลงที่ไหน?

นี่เป็นคำถามที่ฉันเคยได้ยินหลายครั้งในอดีตและการค้นหาเว็บไซต์อย่างรวดเร็วบอกว่ามันไม่ได้ถูกถามที่นี่ดังนั้นฉันจึงคิดว่าฉันอาจถาม (และตอบ) ด้วย ฉันรู้ว่าเป็นเรื่องยากที่ใครบางคนจะถามและตอบคำถามของตัวเอง แต่ฉันคิดว่ามันสามารถทำงานได้ที่นี่และฉันยินดีต้อนรับอินพุต (รวมถึงคำตอบอื่น ๆ ) จากทุกคนและทุกคนที่นี่

ดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากระบบดาวที่อยู่ใกล้ที่สุดคือระบบ Alpha Centauri ประมาณ 4 ปีแสง อย่างไรก็ตามดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเรานั้นไม่ได้อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มากนัก ระบบสุริยะของเราอยู่ที่ไหนจบ ขอบนั้นถือว่าเป็นวงโคจรของเนปจูน, แถบไคเปอร์, เมฆออร์ตหรืออย่างอื่นหรือไม่?

หมายเหตุ: นี้คำถามเกี่ยวกับฟิสิกส์ SE จะคล้ายกัน แต่คำตอบที่โพสต์ที่นี่ไปในทิศทางที่แตกต่างกัน

อ้างอิงจากเว็บเพจของ Case Western Reserve University ขอบของระบบสุริยะ (2006) ข้อพิจารณาที่สำคัญคือ

แนวคิดทั้งหมดของ "ขอบ" นั้นค่อนข้างไม่ถูกต้องเท่าที่ระบบสุริยะเกี่ยวข้องเนื่องจากไม่มีขอบเขตทางกายภาพ - ไม่มีกำแพงที่ผ่านมาซึ่งมีป้ายบอกว่า "ระบบสุริยะสิ้นสุดลงที่นี่" อย่างไรก็ตามมีพื้นที่ที่เฉพาะเจาะจงซึ่งรวมถึงสมาชิกที่อยู่ห่างไกลของระบบสุริยะของเราและภูมิภาคที่อยู่เหนือซึ่งดวงอาทิตย์ไม่สามารถมีอิทธิพลได้อีกต่อไป

ส่วนสุดท้ายของคำจำกัดความนั้นดูเหมือนจะเป็นคำจำกัดความที่ใช้งานได้ของขอบของระบบสุริยะ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง

เขตแดนที่ถูกต้องสำหรับ "ขอบ" ของระบบสุริยจักรวาลคือ heliopause นี่คือพื้นที่ของอวกาศที่ลมสุริยะของดวงอาทิตย์มาบรรจบกับดาวดวงอื่น เป็นเขตที่มีความผันผวนซึ่งประมาณว่าอยู่ห่างออกไปประมาณ 17.6 พันล้านไมล์ (120 AU) โปรดทราบว่าสิ่งนี้อยู่ใน Oort Cloud

แม้ว่าบทความข้างต้นจะค่อนข้างล้าสมัย แต่แนวคิดของ heliopause ยังคงเป็นที่สนใจของนักวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันอยู่ไกลแค่ไหน - ดังนั้นความสนใจในภารกิจ Voyagerต่อเนื่องซึ่งกล่าวถึงในเว็บไซต์มี 3 ขั้นตอน :

• การเลิกจ้างโช๊ค

Passage ที่ผ่านการช็อกสิ้นสุดจะสิ้นสุดระยะการช็อกและสิ้นสุดระยะการสำรวจ รอบโลกที่ 1 สิ้นสุดการช็อกที่ 94 AU ในเดือนธันวาคม 2547 และ Voyager 2 ข้ามที่ 84 AU ในเดือนสิงหาคม 2550

(AU = หน่วยดาราศาสตร์ = หมายถึงระยะทางโลก - ดวงอาทิตย์ = 150,000,000 กม.)

• heliosheath

ยานอวกาศได้ทำงานในสภาพแวดล้อมที่เป็น Heliosheath ซึ่งยังคงถูกครอบงำโดยสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์และอนุภาคที่อยู่ในลมสุริยะ

ณ เดือนกันยายน 2556 Voyager 1 อยู่ที่ระยะทาง 18.7 พันล้านกิโลเมตร (125.3 AU) จากดวงอาทิตย์และรอบโลก 2 ที่ระยะ 15.3 พันล้านกิโลเมตร (102.6 AU)

สิ่งสำคัญที่ควรทราบจากหน้า Voyager คือ

ความหนาของ heliosheath นั้นไม่แน่นอนและอาจมีความหนาเป็นหมื่น AU โดยใช้เวลาหลายปีในการเคลื่อนที่

• ช่องว่างระหว่างดวงดาวซึ่งหน้า Voyager ของนาซ่าได้กำหนดไว้เป็น

ทางผ่าน heliopause เริ่มต้นช่วงการสำรวจดวงดาวด้วยยานอวกาศที่ปฏิบัติการในสภาพแวดล้อมที่ถูกครอบงำด้วยลมระหว่างดวงดาว

หน้าภารกิจรอบโลกจัดทำแผนภาพต่อไปนี้ของพารามิเตอร์ที่ระบุไว้ด้านบน

มันค่อนข้างซับซ้อนเนื่องจากเราไม่ทราบว่าพลวัตนั้นเป็นเช่นไรการสังเกตเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้รายงานไว้ในบทความความประหลาดใจครั้งใหญ่จากขอบของระบบสุริยะแสดงให้เห็นว่าขอบอาจเบลอโดย

ดินแดนแปลก ๆ ของฟองแม่เหล็กฟอง

สิ่งที่แนะนำในบทความนี้อาจเป็นการผสมผสานระหว่างลมสุริยะกับดวงดาวและสนามแม่เหล็กโดยระบุ:

ในมือข้างหนึ่งฟองนั้นดูเหมือนจะเป็นเกราะป้องกันที่มีรูพรุนมากทำให้สามารถปล่อยรังสีคอสมิกจำนวนมากผ่านช่องว่างได้ ในทางกลับกันรังสีคอสมิกสามารถติดอยู่ในฟองอากาศซึ่งจะทำให้ฟองเป็นเกราะป้องกันที่ดีมากอย่างแน่นอน

นี่คือคำตอบของฉัน ฉันจะพยายามทำให้มันครอบคลุมที่สุด

มันเป็นเรื่องยากที่จะกำหนดขอบของระบบสุริยะ คนส่วนใหญ่อาจนิยามว่าวัตถุนั้นไม่ได้มีแรงดึงดูดกับดวงอาทิตย์อีกต่อไป นั่นแค่เปลี่ยนคำถามเล็กน้อย: เส้นแบ่งนั้นอยู่ที่ไหน? เพื่อพยายามตอบคำถามนี้ฉันจะไปทั่วภูมิภาคของระบบสุริยะ

ภูมิภาคแรกคือโดเมนของดาวเคราะห์วงในโดยทั่วไปทุกอย่างจากแถบดาวเคราะห์น้อยเข้ามา มันประกอบด้วยดาวอังคารโลกดาวศุกร์ดาวพุธดวงจันทร์ของพวกเขาและวัตถุขนาดเล็กทั้งหมดที่ล้อมรอบพวกมัน ระบบสุริยะชั้นในนั้นเต็มไปด้วยหินอย่างที่ใคร ๆ ก็จินตนาการได้ ดาวเคราะห์ภาคพื้นดินส่วนใหญ่ทำจากหินเช่นเดียวกับดาวเคราะห์น้อยและดวงจันทร์ของดาวเคราะห์ชั้นใน

ภาคที่สองคือโดเมนของก๊าซยักษ์ มันประกอบด้วยดาวพฤหัสบดี, ดาวเสาร์, ดาวยูเรนัส, ดาวเนปจูน, ดวงจันทร์ของพวกเขา, ระบบวงแหวนและวัตถุขนาดเล็กหลายชนิดเช่นดาวเคราะห์น้อยโทรจัน ยักษ์แก๊สมีอิทธิพลอย่างมากต่อระบบสุริยะเมื่อมันก่อตัวขึ้นครั้งแรกดึงก้อนหินก้อนกรวดดวงจันทร์และอาจทำให้เสถียรหรือโคจรไม่เสถียร บางคนอาจโยกย้ายออกไปด้านนอก (ตามโมเดลของ Nice ) แต่วงโคจรของพวกมันเสถียรแล้ว ยักษ์แก๊สทำจากก๊าซเป็นส่วนใหญ่ แต่ก็คิดว่ามันมีแกนที่เป็นของแข็งหรือหลอมเหลว องค์ประกอบของดวงจันทร์ของพวกเขาเป็นที่คุ้นเคยมากขึ้นเช่นวัตถุในระบบสุริยะชั้นใน

ขึ้นถัดไปเป็นแถบไคเปอร์ บางครั้งมีการแนะนำว่าเป็นลูกพี่ลูกน้องของแถบดาวเคราะห์น้อย แต่ก็ไม่ถูกต้อง ร่างกายที่ประกอบเป็นแถบไคเปอร์นั้นเป็นก้อนหินและน้ำแข็ง ตัวอย่างที่น่าสังเกตของวัตถุในแถบไคเปอร์และ / หรือวัตถุทรานส์เนปจูนคือดาวเคราะห์แคระพลูโตเซดน่ามาเคมาเกะและเฮาเมอา นอกจากนี้ยังมีวัตถุขนาดเล็กจำนวนมากรวมถึงดาวหางระยะสั้นบางตัว (แม้ว่าวัตถุเหล่านี้จะเป็นส่วนหนึ่งของ "กระจัดกระจายดิสก์" ที่รู้จักกันน้อยกว่า) ในขณะที่มีทฤษฎีเกี่ยวกับดาวเคราะห์ดวงอื่นมานานหลายปี แต่ก็ไม่ถือว่าเป็นไปได้ เข็มขัดขยายจาก 30 ถึง 50 AU

นอกจากนี้ยังมีOort Cloudตั้งชื่อตาม Jan Oort การสังเกตวัตถุในเมฆออร์ตนั้นยากมากหากเป็นไปไม่ได้ดังนั้นการมีอยู่ของมันจึงยังไม่ได้รับการยืนยัน มันบรรจุด้วยดาวหางระยะยาวและวัตถุขนาดเล็ก เหล่านี้ประกอบด้วยหินและน้ำแข็ง Oort Cloud นั้นคิดว่าจะขยายได้ถึง 50,000 AU อย่างไม่น่าเชื่อ ในขณะที่ภูมิภาคอื่น ๆ ที่กล่าวถึงอยู่ในระนาบคร่าว ๆ เมฆออร์ตก็เป็นทรงกลม

บางคนคิดว่า Oort Cloud ที่อยู่ไกลสุดขอบจะเป็นขอบของระบบสุริยะเนื่องจากส่วนใหญ่ของระบบสุริยะอยู่ในนั้น แต่ขอบเขตระหว่างระบบสุริยะกับอวกาศระหว่างดวงดาวนั้นคิดว่าอยู่ในอุ้งมือของมัน: heliopause นี้เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าเป็นเขตแดนของระบบสุริยะเพราะมันเป็นที่ที่ลมสุริยะมีคุณสมบัติตรงตามดวงดาวกลาง ซึ่งมักจะอยู่ที่ 121 AU - ซึ่งเป็นที่ที่ Voyager 1 ผ่านไปในปี 2013 heliopause นั้นเป็นขอบเขตที่ไกลสุดของเฮลิโอสเฟียร์ ภายใน "เลเยอร์" ถูกล้อมรอบด้วยแรงกระแทกการเลิกจ้างและ heliosheath

โดยสรุปในขณะที่ระบบสุริยจักรวาลนั้นทำขึ้นในหลาย ๆ ภูมิภาคเฮลิโอพอสถือเป็นขอบเขตนอก

อีกครั้งฉันยินดีต้อนรับทุกการป้อนข้อมูลเกี่ยวกับคำถามและคำตอบนี้

เมื่อใดก็ตามที่ฉันเห็นคำถามนี้กล่าวถึงดูเหมือนว่า heliopause หรือการเปลี่ยนแปลงบางอย่างของมันได้รับการตอบ - จากนั้นก็มีการกล่าวถึง Oort Cloud ที่ขยายออกไป

ดังนั้นคำตอบที่ถูกต้องมากขึ้นดังนั้นควรจะจบลงที่ระยะทางที่วัตถุมีอยู่เพื่อจุดประสงค์ในทางปฏิบัติทั้งหมดโดยไม่ถูกผูกไว้กับ barycenter ของระบบสุริยะอีกต่อไป โดยปกติจะถูกกำหนดโดยHill Sphereซึ่งใกล้เคียงกับขอบเขตแรงโน้มถ่วงของอิทธิพล

มุมมองง่ายๆหนึ่งเกี่ยวกับขอบเขตของระบบสุริยะคือทรงกลมฮิลล์ของดวงอาทิตย์ที่เกี่ยวกับดาวในท้องถิ่นและนิวเคลียสกาแล็กซี่ (1)

สิ่งนี้ขยายออกไปสองแสนสามหมื่น AU ประมาณ 3.6 ปีแสง ไม่ใช่กำแพงอีกแล้ว อ้างอิงจาก (1) Cherbatov (1965) , รัศมีของทรงกลมความโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์อาจถูกแบ่งย่อยเป็น:

• สถานที่น่าดึงดูดสู่ 4500 AU (สถานที่น่าดึงดูดของดวงอาทิตย์> สถานที่น่าสนใจของกาแลคซี)

• ขอบเขตของการกระทำ 60,000 AU (สะดวกยิ่งกว่าที่จะใช้ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของร่างกายและศูนย์กลางกาแล็กซี่ในฐานะการเจาะร่างกายในการคำนวณวงโคจร) และสุดท้าย

• ทรงกลมฮิลล์ 230,000 AU (วัตถุจะต้องโคจรรอบขีด จำกัด นี้เพื่อรักษาไว้โดยดวงอาทิตย์)

ฉันเชื่อว่านาซ่ากำลังระบุว่าไม่เพียง แต่เมื่อลมสุริยะ แต่แรงดึงโน้มถ่วงเปลี่ยนไป ... นั่นไม่ได้หมายความว่าดวงอาทิตย์ไม่มีแรงดึงหรือลมสุริยะ แต่อิทธิพลของดวงอาทิตย์น้อยกว่าสภาพแวดล้อมโดยรอบ พูดง่าย ๆ เมื่อดวงอาทิตย์ไม่ได้ชนะการชักเย่อ