Hệ mặt trời kết thúc ở đâu?


37

Đây là một câu hỏi tôi đã nghe nhiều lần trong quá khứ và một tìm kiếm nhanh trên trang web nói rằng nó chưa được hỏi ở đây, vì vậy tôi đoán rằng tôi cũng có thể hỏi (và trả lời) nó. Tôi biết rằng rất hiếm khi ai đó hỏi và trả lời câu hỏi của riêng họ, nhưng tôi nghĩ nó có thể hoạt động ở đây và tôi hoan nghênh đầu vào (bao gồm các câu trả lời khác) từ bất kỳ ai và mọi người ở đây.

Mặt trời cách hệ thống sao gần nhất, hệ thống Alpha Centauri khoảng 4 năm ánh sáng. Tuy nhiên, các hành tinh trong Hệ Mặt trời của chúng ta thậm chí không ở gần Mặt trời. Hệ mặt trời của chúng ta kết thúc ở đâu? Là cạnh được coi là quỹ đạo của Sao Hải Vương, Vành đai Kuiper, Đám mây Oort, hay cái gì khác?

Lưu ý: câu hỏi này trên Vật lý SE là tương tự, nhưng các câu trả lời được đăng ở đây đi theo các hướng khác nhau.


2
Câu hỏi thú vị - một cái gì đó đã thu hút tôi (và nhiều người khác) trong một thời gian dài

5
Bắt buộc xkcd .
Sparhawk

1
Không chắc chắn về số phiếu, nhưng nó được +1 từ tôi. Câu hỏi tuyệt vời.
fantasia

1
Nếu chúng ta có thể ước tính tần suất các lần chạm gần của khoảng cách theo các ngôi sao có khối lượng và xác suất gặp phải như vậy đẩy ra một vật thể có bán kính quỹ đạo thì chúng ta có thể trung bình trong hàng tỷ năm đưa ra một tuyên bố như: "Các vật thể tại có % cơ hội bị đẩy ra trong khi các đối tượng tại có % cơ hội không bị đẩy ra. Có điều gì tương tự đã được thực hiện không?M R R > R L 80 R < R L 80DMRR>RL80R<RL80
Keith McClary

Câu trả lời:


29

Theo trang web của Đại học Case Western Reserve The Edge of the Solar System (2006), một sự cân nhắc quan trọng là

Toàn bộ khái niệm về một "cạnh" có phần không chính xác khi liên quan đến hệ mặt trời, vì không có ranh giới vật lý nào với nó - không có bức tường nào có dấu hiệu "Hệ mặt trời kết thúc ở đây". Tuy nhiên, có những vùng không gian cụ thể bao gồm các thành viên xa xôi trong hệ mặt trời của chúng ta và một khu vực nằm ngoài - mà Mặt trời không còn có thể giữ bất kỳ ảnh hưởng nào.

Phần cuối cùng của định nghĩa đó dường như là một định nghĩa khả thi về cạnh của hệ mặt trời. Đặc biệt,

khu vực ranh giới hợp lệ cho "cạnh" của hệ mặt trời là căn nguyên. Đây là khu vực không gian nơi gió mặt trời gặp mặt của các ngôi sao khác. Nó là một ranh giới dao động đó được ước tính là khoảng 17,6 tỷ dặm (120 AU) đi. Lưu ý rằng đây là trong Đám mây Oort.

Mặc dù bài báo trên có một chút thời gian, nhưng khái niệm về căn bệnh xoắn ốc vẫn còn được các nhà khoa học quan tâm, đặc biệt là cách đó bao xa - do đó, sự quan tâm đến các nhiệm vụ Voyager tiếp tục , nêu trên trang web, rằng nó có 3 giai đoạn :

  • Sốc chấm dứt

Vượt qua cú sốc chấm dứt đã kết thúc giai đoạn sốc chấm dứt và bắt đầu giai đoạn thăm dò heliosheath. Voyager 1 vượt qua cú sốc chấm dứt tại 94 AU vào tháng 12 năm 2004 và Voyager 2 vượt qua tại 84 AU vào tháng 8 năm 2007.

(AU = Đơn vị thiên văn = có nghĩa là khoảng cách mặt trời-mặt trời = 150.000.000 km)

  • Vỏ bọc

tàu vũ trụ đã hoạt động trong môi trường heliosheath vẫn bị chi phối bởi từ trường của Mặt trời và các hạt có trong gió mặt trời.

Tính đến tháng 9 năm 2013, Voyager 1 ở khoảng cách 18,7 tỷ Kilomet (125,3 AU) từ mặt trời và Voyager 2 ở khoảng cách 15,3 tỷ km (102,6 AU).

Một điều rất quan trọng cần lưu ý từ trang Voyager là

Độ dày của lớp vỏ không chắc chắn và có thể dày hàng chục AU mất vài năm để đi qua.

  • Không gian giữa các vì sao, mà trang Voyager của NASA đã định nghĩa là

Vượt qua vòng xoắn ốc bắt đầu giai đoạn thăm dò giữa các vì sao với tàu vũ trụ hoạt động trong môi trường thống trị gió giữa các vì sao.

Trang nhiệm vụ Voyager cung cấp sơ đồ theo các tham số được liệt kê ở trên

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Một chút phức tạp khi chúng ta không biết toàn bộ mức độ của động lực học như thế nào, một quan sát gần đây được báo cáo trong bài viết Một bất ngờ lớn từ rìa của Hệ Mặt trời , cho thấy rằng cạnh có thể bị mờ đi

một lĩnh vực kỳ lạ của bong bóng từ frothy,

Điều được đề xuất trong bài viết có thể là sự pha trộn của gió mặt trời và các vì sao và từ trường, nêu rõ:

Một mặt, các bong bóng dường như là một lá chắn rất xốp, cho phép nhiều tia vũ trụ xuyên qua các khoảng trống. Mặt khác, các tia vũ trụ có thể bị mắc kẹt bên trong các bong bóng, điều này sẽ khiến cho lớp bọt trở thành một lá chắn rất tốt.


1
Thích nó, +1. Bạn lấy bức ảnh ở đâu?
HDE 226868

@ HDE226868 - cảm ơn bạn! Tôi đã nhận được hình ảnh từ trang nhiệm vụ Voyager, liên kết thứ 2 trong câu trả lời này.

Mát mẻ. Liên kết tốt.
HDE 226868

Xin lỗi, tôi mất quá nhiều thời gian để chấp nhận, nhưng tôi muốn đợi một lúc và xem những câu trả lời khác (không có gì!) Sắp được đưa ra. Câu trả lời chính xác.
HDE 226868

@ HDE226868 không cần lời xin lỗi - đó là một chiến lược tốt để chờ xem trong một thời gian.

17

Đây là câu trả lời của tôi. Tôi sẽ cố gắng làm cho nó toàn diện nhất có thể.

Thật khó để xác định cạnh của Hệ mặt trời . Hầu hết mọi người có thể định nghĩa nó là nơi các vật thể không còn bị ràng buộc bởi Mặt trời. Điều đó chỉ làm thay đổi câu hỏi một chút, mặc dù: đường phân chia đó ở đâu? Để cố gắng trả lời điều này, tôi sẽ đi qua các khu vực của Hệ mặt trời.

Vùng đầu tiên là miền của các hành tinh bên trong - về cơ bản là tất cả mọi thứ từ vành đai tiểu hành tinh vào trong. Nó bao gồm Sao Hỏa, Trái Đất, Sao Kim, Sao Thủy, mặt trăng của chúng và tất cả các vật thể nhỏ hơn bao quanh chúng. Hệ mặt trời bên trong rất đá, như người ta có thể tưởng tượng. Các hành tinh trên mặt đất chủ yếu được làm bằng đá, cũng như các tiểu hành tinh và mặt trăng của các hành tinh bên trong.

Khu vực thứ hai là miền của những người khổng lồ khí đốt . Nó bao gồm Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương, mặt trăng của chúng, hệ thống vành đai và các loại vật thể nhỏ hơn, chẳng hạn như tiểu hành tinh Trojan. Những người khổng lồ khí có ảnh hưởng lớn đến Hệ mặt trời khi nó được hình thành lần đầu tiên, kéo theo những khối đá, nắm lấy mặt trăng và có thể ổn định hoặc khử ổn định quỹ đạo. Một số có thể đã di chuyển ra ngoài (theo mô hình Nice ), nhưng quỹ đạo của chúng hiện đang ổn định. Những người khổng lồ khí được làm chủ yếu từ khí, nhưng người ta cho rằng họ có lõi rắn hoặc nóng chảy. Thành phần của các mặt trăng của chúng rất quen thuộc - giống các vật thể hơn trong Hệ Mặt trời bên trong.

Tiếp theo là Vành đai Kuiper . Đôi khi nó được giới thiệu là anh em họ của vành đai tiểu hành tinh, nhưng điều đó không chính xác. Các cơ thể tạo nên Vành đai Kuiper là những khối đá và băng. Các ví dụ đáng chú ý của các vật thể Vành đai Kuiper và / hoặc các vật thể xuyên sao Hải Vương là các hành tinh lùn Pluto, Sedna, Makemake và Haumea. Ngoài ra còn có rất nhiều vật thể nhỏ hơn, bao gồm một số sao chổi thời gian ngắn (mặc dù đây là một phần chính xác hơn của "đĩa phân tán" ít được biết đến). Mặc dù đã có nhiều giả thuyết trong nhiều năm về một hành tinh khác ngoài kia, nhưng nó không được coi là có khả năng. Vành đai kéo dài từ 30 đến 50 AU.

Xa hơn nữa là Đám mây Oort , được đặt theo tên của Jan Oort. Việc quan sát các vật thể trong Đám mây Oort là vô cùng khó khăn, nếu không nói là không thể, vì vậy sự tồn tại của nó vẫn chưa được xác minh. Nó được cư trú bởi các sao chổi thời gian dài và các vật thể nhỏ hơn. Chúng cũng bao gồm đá và băng. Đám mây Oort được cho là mở rộng tới 50.000 AU. Trong khi các khu vực khác được đề cập đến gần như nằm trong các mặt phẳng, thì Đám mây Oort có dạng hình cầu.

Một số người coi Đám mây Oort ở rìa xa là rìa của Hệ Mặt trời, bởi vì phần lớn khối lượng của Hệ Mặt trời nằm trong nó, nhưng ranh giới giữa Hệ Mặt trời và không gian giữa các vì sao thực sự được cho là nằm trong phạm vi bên trong của nó: căn bệnh vô căn. Điều này thường được chấp nhận là ranh giới của Hệ mặt trời vì đây là nơi gió mặt trời gặp môi trường liên sao. Điều này thường được đặt ở 121 AU - đó là nơi Voyager 1 đi qua vào năm 2013. Vòng xoắn ốc là ranh giới xa của vòng xoắn ốc , ngoài ra môi trường giữa các vì sao kiểm soát. Bên trong "các lớp" được giới hạn bởi cú sốc chấm dứt và vỏ bọc.

Tóm lại, trong khi Hệ mặt trời được tạo thành từ nhiều khu vực, thì vòng xoắn được coi là ranh giới bên ngoài của nó.

Một lần nữa, tôi hoan nghênh bất kỳ và tất cả các đầu vào liên quan đến câu hỏi và câu trả lời này.


11

Bất cứ khi nào tôi thấy câu hỏi này được thảo luận, có vẻ như căn bệnh vô căn, hoặc một số biến thể của nó, được đưa ra như một câu trả lời - và sau đó nó đã đề cập rằng Đám mây Oort vượt ra ngoài nó.

Do đó, một câu trả lời đúng hơn là nó kết thúc ở khoảng cách mà các vật thể, cho tất cả các mục đích thực tế, không còn bị ràng buộc với barycenter của hệ mặt trời. Điều này thường được xác định bởi Hill Sphere , gần bằng phạm vi ảnh hưởng của lực hấp dẫn.

Một cái nhìn đơn giản về phạm vi của Hệ Mặt trời là quả cầu Hill của Mặt trời đối với các ngôi sao địa phương và hạt nhân thiên hà. (1)

Điều này mở rộng đến hai trăm ba mươi nghìn AU, khoảng 3,6 năm ánh sáng. Một lần nữa, không phải là một bức tường. Theo (1) Cherbatov (1965) , bán kính của các quả cầu hấp dẫn của mặt trời có thể được chia thành:

  • Phạm vi thu hút tới 4500 AU (điểm thu hút của mặt trời> điểm thu hút của trung tâm thiên hà),

  • Phạm vi hành động 60.000 AU (thuận tiện hơn để sử dụng mặt trời làm trung tâm thiên hà & trung tâm thiên hà làm cơ thể di chuyển trong tính toán quỹ đạo), và cuối cùng

  • Quả cầu đồi 230.000 AU (vật thể phải quay trong giới hạn này để được Mặt trời giữ lại).


1

Tôi tin rằng NASA đang tuyên bố rằng không chỉ khi gió mặt trời mà lực hấp dẫn dịch chuyển ... Điều đó không có nghĩa là mặt trời không có sức hút hay gió mặt trời mà ảnh hưởng của mặt trời bây giờ ít hơn môi trường xung quanh. Nói một cách đơn giản, khi mặt trời không còn chiến thắng trong cuộc chiến giằng co.


Bạn có nguồn nào cho việc này?
HDE 226868
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.