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日球層頂

指数 日球層頂

日球層頂(Heliopause),也稱為太陽風層頂,是天文學中表示出自太陽的太陽風遭遇到星際介質而停滯的邊界。 太陽風在星際介質(來自銀河的氫和氦氣體)內吹出的氣泡被稱為太陽圈,在這氣泡的邊界外面就是太陽風再也推不動的龐然巨物星際介質。這個邊界通常稱為日球層頂,並且被認為是太陽系的外層邊界。 在日球層頂內的邊界稱為終端震波,是太陽風的微粒從超音速被星際介質減低到亞音速的區域。在終端震波和日球層頂中間的區域就是日鞘。 在日球層頂之外,星際介質和日球層頂的交互作用在太陽前進方向的前方產生弓形震波。 在弓形震波和日球層頂之間存在著一層,因為星際物質和日球層頂邊緣作用形成的炙熱氫氣組成的氫氣牆。 日球層頂被假設在繞銀河的軌道上前進的前方是比較小的,他的大小會因為太陽風的速度和星際介質區域性的密度的變化而改變,已經知道最遠的地方還在矮行星冥王星軌道之外。依據NASA的公告,現在還在服務中的旅行者1号和旅行者2号探测器,已經在2005年5月24日和2006年5月23日先後抵達了終端震波,並期待著兩艘太空船都能抵達日球層頂。另一方面,星際邊界探測器(IBEX)預計在2008年發射,在二年內抵達日球層頂並傳送回影像。 當太陽發射出的微粒遭遇到星際間的物體時,會減速並釋能量。許多的微粒累積在日球層頂附近,由於他們減速所積蓄的能量造成的衝激波。 日球層頂的另一種可以選擇或被接受的定義是:太陽系磁層的磁層頂和銀河系的電漿交會的地區。.

14 关系: 太阳风太陽弓形震波冥王星矮行星磁層頂磁层空气动力学超音速航海家計畫银河系日鞘旅行者1号旅行者2号

太阳风

太陽風(solar wind)特指由太阳上層大氣射出的超高速等离子体(带电粒子)流。非出自太陽的类似带电粒子流也常稱爲“恆星風”。 在太陽日冕层的高温(几百万開氏度)下,氢、氦等原子已经被電離成帶正電的质子、氦原子核和带负电的自由电子等。这些带电粒子运动速度极快,以致不断有带电的粒子挣脱太阳的引力束缚,射向太陽的外围,形成太陽風。 太陽風的速度一般在200-800km/s。 一般認為在太阳极小期,從太陽的磁場极地附近吹出的是高速太陽風,從太陽的磁场赤道附近吹出的是低速太陽風。太陽的磁場的活动是會變化的,週期大約為11年。 太陽風一词是在1950年代被尤金·派克提出。但是直到1960年代才證實了它的存在。長期觀測發現,當太陽存在冕洞時,地球附近就能觀測到高速的太陽風。因此天文学家認為高速太陽風的產生與冕洞有密切的關係。太阳表面的磁场及等离子体活动对地球有很重要的影响。当太阳发生强烈的活动时,大量的带电粒子随着太阳风吹向地球的两极,就会在两极的电离层引发美丽的极光。.

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太陽

#重定向 太阳.

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弓形震波

弓形激波(Bow shock)是太阳风与行星的磁层顶相遇处形成的激波。一个已经被深入研究的例子是太阳风与地球磁场相遇时形成的弓形激波。地球的弓形激波距离地球大约9万公里,厚度大约为100-1000公里 弓形激波的判别条件是此处流体的整体速度从超音速降低到亚音速以下。等离子体的声速为 其中cs为声速,\gamma是等压热容与等体热率之比,p是压强,\rho是等离子体的密度。 太阳风中的带电粒子沿着螺旋性的轨迹沿磁力线运动,它们围绕磁力线的运动类似于普通气体当中的热运动,平均热运动的速度近似为声速。在弓形激波处整体速度降低到粒子围绕磁力线的运动速度以下。 人们设想太阳在星际介质中运动时同样会形成弓形激波,这种假设的前提是星际介质相对于太阳的运动速度是超声速的,因为太阳风就在以超声速从太阳表面吹出。在日球顶处星际介质与太阳风的压力达到平衡,太阳风在终端激波处降为亚音速。弓形激波的位置距离太阳大约230天文单位。 赫比-阿罗天体周围也存在弓形激波。由于它们的星风与星际介质的相互作用更为剧烈,它们的弓形激波是可以在可见光波段观测到的。.

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冥王星

冥王星(小行星序号:134340 Pluto。天文代號:♇,Unicode編碼U+2647)是柯伊伯带中的矮行星。冥王星是第一颗被发现的柯伊伯带天体。冥王星是太阳系内已知体积最大、质量第二大的矮行星。在直接围绕太阳运行的天体中,冥王星体积排名第九,质量排名第十。冥王星是体积最大的海王星外天体,其质量仅次于位于离散盘中的阋神星。与其他柯伊伯带天体一样,冥王星主要由岩石和冰组成。冥王星相对较小,仅有月球质量的六分之一、月球体积的三分之一。冥王星的轨道离心率及倾角皆较高,近日点为30天文单位(44亿公里),远日点为49天文单位(74亿公里)。冥王星因此周期性进入海王星轨道内侧。海王星与冥王星因相互的轨道共振而不会碰撞。在冥王星距太阳的平均距离上阳光需要5.5小时到达冥王星。 1930年克莱德·汤博发现冥王星,并将其视为第九大行星。1992年后在柯伊伯带发现的一些质量与冥王星相若的冰制天体挑战冥王星的行星地位。2005年发现的阋神星质量甚至比冥王星质量多出27%,国际天文联合会(IAU)因此在翌年正式定义行星概念。新定义将冥王星排除行星范围,将其划为矮行星(類冥矮行星)。 冥王星目前已知的卫星总共有五颗:冥卫一、冥卫二、冥卫三、冥卫四、冥卫五。冥王星与冥卫一的共同质心不在任何一天体内部,因此有时被视为一联星系统。IAU并没有正式定义矮行星联星,因此冥卫一仍被定义为于冥王星的卫星。 2015年7月14日新视野号探测器成为首架飞掠冥王星的宇宙飞船。在飞掠的过程中,新视野号对冥王星及其卫星进行细致的观测。.

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矮行星

行星(別稱中行星、準行星、侏儒行星)是具有行星級質量,但既不是行星,也不是衛星的太陽系天體。也就是說,它是直接環繞著太陽,並且自身的重力足以達成流體靜力平衡的形狀(通常是球體),但未能清除鄰近軌道上的其它小天體和物質。 矮行星這個項目是國際天文學聯合會在2006年8月通過環繞太陽天體的三種分類定義的一部分,導致新增加了發現的比海王星離太陽更遠的天體,其大小足以和冥王星匹敵,並且最後質量超過冥王星的天體,例如鬩神星。2006年,在國際天文學聯合會的行星定義上決議將矮行星排除在外,對此學界評價兩極。天文學家麥克·布朗認為這是正確的決定,而他是鬩神星和其它新矮行星的發現者。但拒絕接受這樣定義的阿蘭·斯特恩(Alan Stern),卻是在1991年4月創造矮行星這個名詞的天文學家。 國際天文學聯合會(IAU)目前承認的矮行星有5顆:、冥王星、、和。布朗批評官方的認可:「一個理性的人可能會認為,太陽系裡面只有5顆符合IAU定義的已知矮行星,但這些理性的人將無從修正。」 在另一份有數百顆已知的天體列在其中的清單,被懷疑都是太陽系的矮行星,估計在完整的探索過整個古柏帶之後,可能會發現200顆矮行星,而在探索過古柏帶以外的區域後,矮行星的總數可能超過10,000顆。個別的科學家認定的還有一些,麥克-布朗在2011年8月發表的清單中,從幾乎可以肯定到有可能是矮行星,就有390顆候選天體。布朗目前標示的11顆已知天體 -除5顆是已經被IAU認可的之外,還有(225088) 2007 OR10、、、、(307261) 2002 MS4和—是「幾乎可以確定」的,另外還有12顆是極有可能的Mike Brown, Accessed 2013-11-15。斯特恩也指出還有十多顆已知的矮行星Alan Stern,, August 24, 2012。 然而,只有兩顆天體,穀神星和冥王星,有足夠詳細的觀測資料可以確定它們符合國際天文學聯合會的定義。國際天文學聯合會接受鬩神星是矮行星,是因為它比冥王星更大。他們附帶決議尚未命名的海王星外天體,它們的絕對星等必須大於 +1(這意味著假設幾何反照率 ≤ 1,直徑就必須≥838公里),就會據以假設是矮行星來命名。目前,只有鳥神星和妊神星是依據這個程序被承認是矮行星。國際天文學聯合會還沒有討論其它可能是矮行星天體的相關問題。 在其它行星系統的分類中,並未列出矮行星的特徵。.

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磁層頂

磁顶,又称磁层顶。主要指地球磁场与太阳风作用形成的磁层的边界层。当然也可指一切磁化行星与恒星风作用形成磁层的边界。磁层顶外侧一直到弓形震波处被称磁层鞘。磁层顶内侧是磁层的边界层。.

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磁层

磁層是一个天体周围、以该天体的磁场为主的地区。地球、木星、土星、天王星和海王星的周围均有磁層。火星仅有局部的磁场,因此不能形成一个磁層。除此之外其它拥有磁场的天体如脉冲星也有磁層。.

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空气动力学

氣動力學 (Aerodynamics),是流體力學的一個分支,主要研究物體在空氣或其它氣體中運動時所產生的各種力。.

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超音速

超音速()簡單說,是指超過環境中音速的速度。在海平面高度,氣溫攝氏空氣中,音速大約是343米/秒(約等於1,125呎/秒、768英里/小時或1,235千米/小時),換算驗證,如。 音速,基本單位定義為1馬赫(Mach),因此,超音速常以音速倍數——馬赫數為量度單位。超過5馬赫的速度有時候稱為超高音速()。物體--有一些部份(例如轉子葉片的末梢)其周遭空氣是超過音速的情形稱為穿音速();出現這種情況,常見的物體速度值是介於0.8馬赫與1.2馬赫之間。單位換算,如。 聲音是在彈性介質中行進的振動(壓力波)。在氣體中,聲波是一種縱波,以不同速度行進,其中最相關的影響因素是氣體的分子量與溫度(氣體壓力影響較小)。既然氣體溫度與組成隨著海拔改變甚鉅,飛行器的馬赫數可以在空速未有改變下有所變動。在室溫的水中,速度超過可被視為超音速。在固體中,聲波可以是縱波或橫波,而且傳播速度更快。.

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航海家計畫

航海家計畫(--,Voyager program)是美國的無人太空探測衛星計畫,包括航海家1號與航海家2號探測衛星。它們都在1977年發射,並從1970年代末開始探測太陽系的行星。雖然航海家計畫一開始只設計針對木星與土星來進行探測,不過這兩個衛星最終都抵達太陽系邊緣,並持續傳回相關資訊。航海家1號與2號目前仍持續朝太陽系外前進,而航海家1號則是目前距離地球最遠的人造物體。 航海家1號與2號衛星都獲得大量關於太陽系氣體行星的資料,大幅增加天文學家對於它們的認識。而衛星軌道的變化也被科學家用來研究海王星外天體的存在。.

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银河系

銀河星系(古稱银河、天河、星河、天汉、銀漢等),是一個包含太陽系 的棒旋星系。直徑介於100,000光年至180,000光年。估計擁有1,000億至4,000億顆恆星,並可能有1,000億顆行星。太陽系距離銀河中心約26,000光年,在有著濃密氣體和塵埃,被稱為獵戶臂的螺旋臂的內側邊緣。在太陽的位置,公轉週期大約是2億4,000萬年。從地球看,因為是從盤狀結構的內部向外觀看,因此銀河系呈現在天球上環繞一圈的帶狀。 銀河系中最古老的恆星幾乎和宇宙本身一樣古老,因此可能是在大爆炸之後不久的黑暗時期形成的。在10,000光年內的恆星形成核球,並有著一或多根棒從核球向外輻射。最中心處被標示為強烈的電波源,可能是個超大質量黑洞,被命名為人馬座A*。在很大距離範圍內的恆星和氣體都以每秒大約220公里的速度在軌道上繞著銀河中心運行。這種恆定的速度違反了开普勒動力學,因而認為銀河系中有大量不會輻射或吸收電磁輻射的質量。這些質量被稱為暗物質。 銀河系有幾個衛星星系,它們都是本星系群的成員,並且是室女超星系團的一部分;而它又是組成拉尼亞凱亞超星系團的一部分。整個銀河系對銀河系外的參考坐標系以大約每秒600公里的速度在移動。.

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日鞘

日鞘(heliosheath)是在日球層頂和終端震波之間的區域,是太陽系外面的邊界,分布在太陽風創造出的氣泡邊緣。 日鞘與太陽的距離在80到100天文單位,目前还处于工作状态的旅行者1号和旅行者2号正在对日鞘进行研究。 在2005年5月,美国宇航局宣布航海家一號已經在2004年12月(距離太陽94天文單位的地方)越過終端震波進入日鞘中,而在稍早的2002年8月,在距離85天文單位的報告,则言之過早了。 航海家二號於2007年八月跨越終端震波並進入日鞘。.

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旅行者1号

旅行者1号(Voyager 1)是美国国家航空航天局(NASA)研制的一艘无人外太阳系太空探测器,重825.5kg,于1977年9月5日发射,截止到2018年仍然正常运作。它是有史以来距离地球最远的人造飞行器,也是第一个离开太阳系的人造飞行器。受惠于几次的引力加速,旅行者1号的飞行速度比现有任何一个飞行器都要快些,这使得较它早两星期发射的姊妹船旅行者2号永远都不会超越它。它的主要任务在1979年经过木星系统、1980年经过土星系统之后,结束于1980年11月20日。它也是第一个提供了木星、土星以及其卫星详细照片的探测器。2012年8月25日,“旅行者1号”成为第一个穿越太阳圈并进入星际介质的宇宙飞船。截至2018年1月2日止,旅行者1号正处于离太阳,是离地球最远的人造物体。 旅行者1号目前在沿飞行,并已经达到了第三宇宙速度。这意味着他的轨道再也不能引导太空船飞返太阳系,与没法联络的先驱者10号及已停止操作的先驱者11号一样,成为了一艘星际太空船。 旅行者1号原先的主要目标,是探测木星与土星及其卫星与环。现在任务已变为探测太阳风顶,以及对太阳风进行粒子测量。两艘旅行者号探测器,都是以三块放射性同位素热电机作为动力来源。这些发电机目前已经大大超出了起先的设计寿命,一般认为它们在大约2020年之前,仍然可提供足够的电力令太空船能够继续与地球联系。钚核电池能够保证旅行者号上搭载的科学仪器继续工作至2025年。2036年,讯号传输的电力将消耗殆尽。一旦电池耗尽,“旅行者1号”将继续向银河系中心前进,不会再向地球发回数据。.

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旅行者2号

旅行者2号(Voyager 2)是一艘於1977年8月20日發射的美國太空總署無人星際太空船。它與其姊妹船旅行者1號基本上設計相同。不同的是旅行者2號循一個較慢的飛行軌跡,使它能夠保持在黃道(即太陽系眾行星的軌道水平面)之中,藉此在1981年的時候透過土星的引力加速飛往天王星和海王星。正因如此,它並沒有像它的姊妹旅行者1號一樣能夠如此靠近土衛六。但它因此而成為了第一艘造訪天王星和海王星的太空船,完成了藉這個176年一遇的行星幾何排陣而造訪四顆氣體巨行星的機會。 旅行者2號被認為是從地球發射的太空船中最多產的一艘太空船,皆因在美國太空總署對其後的伽利略號和卡西尼-惠更斯號等的計劃上收緊花費之下,它仍能以強大的攝影機及大量的科學儀器造訪四顆氣體巨行星(木星、土星、天王星、海王星)及其衛星。.

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太阳风层顶太阳风顶层

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