s*****e
发帖数: 21415 | 1 ☆─────────────────────────────────────☆
hillhong (自强不息厚德载物) 于 (Wed Jun 15 10:42:37 2011, 美东) 提到:
发信人: wayofflying (小破熊), 信区: Military
标 题: 太阳系边缘发现充满直径1.6亿公里磁场泡(图)
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Jun 15 10:24:58 2011, 美东)
太阳系边缘发现充满直径1.6亿公里磁场泡(图)
2011年06月11日08:47 手机看新闻
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在太空飞行的旅行者探测器。两艘旅行者探测器于1977年发射升空之后，对外太阳
系的木星、土星、天王星和海王星进行了近距离考察，现在它们已经接近太阳系的边缘
每一个这样的“泡泡”直径达到约1.6亿公里，大致相当于地球到太阳之间的距离
新旧两种有关太阳系边缘磁场线特征的观点，这一次旅行者号探测器在太阳系边缘
的实地考察将对我们原有的观念产生革命性的影响
北京时间6月10日消息，据美国宇航局网站报道，美国宇航局的旅行者号探测器已
经抵达一片此前从未有任何探测器涉足的神秘区域。它们现在距离地球大约90亿英里(
约合145亿公里)，在广袤的太空深处安静地飞行，并从那里发回太阳系最遥远角落的信
息。项目科学家们表示，旅行者探测器刚刚传回了一些非常重要的新发现：我们的太阳
系边缘充斥着“泡泡”。
波士顿大学的天文学家梅拉夫·奥菲(Merav Opher)表示：“旅行者号探测器似乎
进入了一片奇异的，充满磁场泡泡的空间区域，这非常让人惊奇。”
根据数据建立的计算机模型显示，这些泡泡非常巨大，直径超过1亿英里(1.6亿公
里)，这就意味着即便是高速飞行中的旅行者号探测器也需要数星期才能穿越这样的一
个泡泡。旅行者-1号探测器于大约2007年进入了这一“泡沫区”，旅行者-2号于一年后
跟进。一开始研究人员们无法搞明白探测器所发回的奇怪数据，但经过仔细分析，现在
他们终于恍然大悟。
奥菲解释说：“太阳的磁场一直向外延伸至太阳系的边缘，由于太阳本身存在自转
，它的磁场也会跟着扭曲缠绕，有点像一位旋转中的芭蕾舞女的舞裙。而在距离太阳非
常非常遥远的空间，就是旅行者号探测器目前所处的区域，舞裙的裙摆皱成了一团。”
当磁场线像这样严重褶皱，就会发生一些有趣的现象。磁场线纵横交错，不断被撕
裂也不断发生重连接。(太阳表面发生耀斑也是其近表面磁场重连的结果)。拥挤缠绕的
磁场线重新组织，有时发生爆发，从而形成巨大的磁场“泡泡”。
奥菲的同事，来自马里兰大学的物理学家吉姆·德雷克(Jim Drake)说：“我们从
未料到在太阳系边缘会发现这样的泡沫状结构，但它们确实存在！”
但在上世纪50年代有关这方面的理论被首次提出来时，是一个完全不同的猜想。当
时科学家们推测在太阳系边缘，磁场线将呈现优雅的弯曲，并最终折回，重新回到太阳
表面。但从现在的实际考察来看，这里确存在着这种“泡泡”状的结构，并且和整个太
阳的磁场线系统实际上脱离开来了。
但是旅行者号探测器上装载的高能粒子计数器数据显示，探测器周围的高能粒子量
会出现剧烈的起伏，这说明这些泡泡并非到处都有。这可能暗示这一区域在存在“泡泡
”结构的同时，可能也确实存在着旧有理论中预测的那种优雅的弯曲情形。但有一点是
毫无疑问的，那就是光凭旧有的理论是无法完全解释这一区域的性质的。
德雷克说：“我们现在仍在努力搞清这些情形究竟意味着什么。”
有关太阳系边缘的磁场究竟是呈现泡沫状还是非泡沫状的争议对于我们具有重大的
意义，因为这将决定我们的太阳系和外部空间之间究竟是如何相互作用的。天文学家将
旅行者号探测器目前所处的区域称为“太阳风鞘”。这事实上是太阳系和银河系其他部
分的分界线上的广阔过渡区。太阳磁场和太阳风在这里强烈抵挡着大量来自星际空间的
侵入：星际气体云、星系磁场，以及宇宙射线等等。那么这些“星系入侵者”将遭遇到
太阳系“磁场气泡”(新观点)还是优雅的磁场弯曲(旧观点)呢？
星系宇宙射线主要是被遥远的黑洞和超新星爆发加速到接近光速的亚原子粒子流。
当这些“微型炮弹”试图闯入太阳系的领地时，它们将遭遇太阳磁场的有力阻击，从而
阻止它们抵达太阳系内侧。
奥菲表似乎：“这些磁场气泡可能是我们抵御宇宙射线的第一道防线，目前我们还
无法判断它的防护效果如何。”
从一方面来讲，这种气泡看起来似乎是不堪一击的，它全是漏洞，宇宙射线或许会
有一部分被阻挡，但仍有大量的宇宙射线可以穿透这一层防御圈。但在另一方面，它或
许可以用大气泡构造困住宇宙射线粒子，从而使它成为太阳系非常好的防护圈。
奥菲说：“随着旅行者号探测器继续深入这一神秘的空间区域，我们最终将揭开谜
底。现在只是一个开端，我知道前面还有更多的惊喜在等待着我们。”(晨风)
来源：新浪科技
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hillhong (自强不息厚德载物) 于 (Wed Jun 15 10:43:05 2011, 美东) 提到:
jjjstc来说说
太阳也有南北极？
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vilta (白菜丸子炖粉丝) 于 (Wed Jun 15 10:46:03 2011, 美东) 提到:
呼唤jjj来科普
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herbertme (herbertme) 于 (Wed Jun 15 10:48:58 2011, 美东) 提到:
interesting
这事他不熟，我比较熟。
我原来以为是heliopause
原来是drake一直提的那个magnetic bubble。
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hillhong (自强不息厚德载物) 于 (Wed Jun 15 10:51:05 2011, 美东) 提到:
heliopan我知道
heliopause是啥？科普科普
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Taikonaut (小潘|香闺) 于 (Wed Jun 15 10:52:26 2011, 美东) 提到:
magnetic bubble啥样？
磁力线都应该是闭合的
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Taikonaut (小潘|香闺) 于 (Wed Jun 15 10:53:03 2011, 美东) 提到:
跟magnetopause差不多吧。haha
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hillhong (自强不息厚德载物) 于 (Wed Jun 15 10:54:04 2011, 美东) 提到:
嗯，不存在磁单极，所以太阳肯定有南北极
磁力线从南极指向北极，很好理解
但这样不是应该太阳系任何地方都应该有bubble么？
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hillhong (自强不息厚德载物) 于 (Wed Jun 15 10:54:39 2011, 美东) 提到:
magnetopause是啥？
megnet跟pause我都认识
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Taikonaut (小潘|香闺) 于 (Wed Jun 15 10:56:31 2011, 美东) 提到:
ah?
圈还是泡泡？
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hillhong (自强不息厚德载物) 于 (Wed Jun 15 10:57:34 2011, 美东) 提到:
圈吧
泡泡不好理解
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zhenghai82 (潜龙) 于 (Wed Jun 15 10:58:00 2011, 美东) 提到:
那你继续科普。
这些多看看，谁还关心什么CNP之争啊。
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herbertme (herbertme) 于 (Wed Jun 15 10:58:28 2011, 美东) 提到:
规划太阳系两种不同手段，一种按星星划，传统和adopted方式
但是物理上把太阳磁场的regime划了一个球出来，叫heliosphere。以太阳风能及的地
方为边界，叫heliopause。
pause里边还有个内边界，是太阳风从超音速转亚音速的边界，叫termination shock。
pause外边有个外边界，是星际间物质从超音速转亚音速的边界，是heliosphere的bow
shock。
Voyager飞了这二十四年，从我们这飞到了termination shock，100 AU。05、06年的事
。然后大家就很盼望再飞到heliopause去。
我看这新闻，以为是飞到了。觉得很惊讶，因为普遍感觉要再飞个100来AU。
看了新闻发现原来说的是termination shock和heliopause之间的这层物质(
heliosheath)的内部小结构。
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Taikonaut (小潘|香闺) 于 (Wed Jun 15 10:58:38 2011, 美东) 提到:
google啊
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xuaner223 (Jerry) 于 (Wed Jun 15 10:58:49 2011, 美东) 提到:
原来你是天体物理的？
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hillhong (自强不息厚德载物) 于 (Wed Jun 15 11:01:59 2011, 美东) 提到:
音速？
真空中音速是什么？为什么用音速划分？
bow
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UTFan (UTFan) 于 (Wed Jun 15 11:03:53 2011, 美东) 提到:
heliopan 我也知道。据说比 B + W 还贵
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jjjstc (买买提就是一个垃圾处理站) 于 (Wed Jun 15 11:08:05 2011, 美东) 提到:
太阳磁力线我不熟悉。我以前做过中子星的磁场，认为中子星的磁场是跟着星体以相同
的角速度旋转的。由于中子星自旋很快(最著名的蟹状星云脉冲星一秒钟旋转30周)，导
致在远离中子星的地方，磁场旋转的线速度等于光速，那个地方叫light cylindar。在
light cylindar的附近，我们认为磁力线是断裂的
旅行者现在还能发回信号吗？我记得几年前就说接受不到旅行者的信号了。当年负责旅
行者号的JPL的科学家现在也垂垂老矣，他称旅行者号飞船是他的孩子。每次旅行者意
外地发回信号，他都特别激动
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herbertme (herbertme) 于 (Wed Jun 15 11:09:05 2011, 美东) 提到:
空间这块有几个核心理论，一个是shock的加速理论，没明白怎么回事。一个是所谓
reconnection的加速理论，也没明白是怎么回事。
Drake就是reconnection的加速理论的大牛之一，有一个很有意思的东东。
所谓reconnection，就是磁力线瞬间发生了交换。你可以想象一个X型的东西，磁力线
本来是X型上半和下半，两边，这么两部分（当然，各自在无穷远闭合）。然后在这个X
的结点这个位置，上半变成两边，分别是X的一支。下半也一样。然后分别结合，变成
左半和右半了。这个叫reconnection，说的就是磁力线交换重新连接这么个过程。上半
和下半不断有无数的磁力线push in，然后reconnect，变成左半和右半出来。
在这个过程中会释放大量能量
但是怎么解释这个过程一直说不清楚，数字上不对。Drake就有一个很intuitive的说法
，说磁力线是个圆（magnetic bubble），你把丫压扁了，压的扁扁的，最后他就和边
上那个相邻的圆“reconnect”了。压扁之后那个椭圆尖端那部分，正好是那个X结构的
“上半”。然后bubble被压破了，就释放能量了。
他拿这个理论试图解释reconnection，有很多东西还是不清楚的。物理图象上看很漂亮
，但是很多地方不对。
于是就在其他地方sell这个bubble理论。总之有这个bubble，就有reconnection，就有
空间加速。就有高能粒子。有了高能粒子了大家就兴奋了。
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herbertme (herbertme) 于 (Wed Jun 15 11:09:52 2011, 美东) 提到:
对
一个太阳的，一个地球的。
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herbertme (herbertme) 于 (Wed Jun 15 11:12:13 2011, 美东) 提到:
不意外，不意外。
现在Voyager PI是Caltech的ed stone。也是ACE的PI
当然也是老头子了。
不过每年这个组都会用voyager相关数据做点文章出来。
voyager很重要的。应该要一直等到他电池用完才放弃。大家都在做heliopause的梦。
大概22年吧。
信号绝对不是意外发回的。一直都是受控状态，持续有spectra回来。有些仪器停止工
作了而已。
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herbertme (herbertme) 于 (Wed Jun 15 11:13:52 2011, 美东) 提到:
因为从supersonic到subsonic会 产生shock，产生加速，或者说，粒子边界。
这个不当真空看，当plasma看。音速是alfven wave的速度。再具体就不说了……
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jjjstc (买买提就是一个垃圾处理站) 于 (Wed Jun 15 11:14:33 2011, 美东) 提到:
原来你做空间这块的阿
我小时候对太阳系的东西特感兴趣，后来高中物理后转向对天体物理感兴趣了
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jjjstc (买买提就是一个垃圾处理站) 于 (Wed Jun 15 11:15:11 2011, 美东) 提到:
那个奥而特云的边界到多少个AU？
bow
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Taikonaut (小潘|香闺) 于 (Wed Jun 15 11:15:46 2011, 美东) 提到:
哦，这个我知道...原来说的bubble就是这些孤立的磁力圈...
个X
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herbertme (herbertme) 于 (Wed Jun 15 11:17:13 2011, 美东) 提到:
那个跟空间这块已经没关系了
我们只管in situ的东西。
那云绝对在heliopause以外，归你们管，不归我们管 -。-
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jjjstc (买买提就是一个垃圾处理站) 于 (Wed Jun 15 11:18:11 2011, 美东) 提到:
Alfven貌似拿过炸药奖吧
八卦下，大家对这个炸药奖颇有微辞，因为Alfven是瑞典人。。。
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jjjstc (买买提就是一个垃圾处理站) 于 (Wed Jun 15 11:20:02 2011, 美东) 提到:
也不归我们astrophysics管
似乎归planetary science管
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herbertme (herbertme) 于 (Wed Jun 15 11:20:10 2011, 美东) 提到:
恩
当时不是发短信问你嘛……你在MD/DC那边，我还以为是drake的学生呢。
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carbonplay (~~ 贪玩) 于 (Wed Jun 15 11:26:15 2011, 美东) 提到:
教主V5啊
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xuaner223 (Jerry) 于 (Wed Jun 15 11:33:45 2011, 美东) 提到:
回帖看完
全晕了
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ocloak (斗篷) 于 (Wed Jun 15 12:05:01 2011, 美东) 提到:
我也是回贴看完，
这个版看来不仅精于摄影器材，还兼修各种科普，真有营养阿
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zhenghai82 (潜龙) 于 (Wed Jun 15 12:11:17 2011, 美东) 提到:
佛版包罗万象是正常的。
上知过去未来，下知宇宙苍生。
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rebornzx (reborn) 于 (Wed Jun 15 13:38:23 2011, 美东) 提到:
你们太威武了。。。
学习了。。。
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herbertme (herbertme) 于 (Wed Jun 15 14:07:10 2011, 美东) 提到:
其实这事有个小八卦
密歇根有两头牛，一个叫gloeckler，一个叫fisk。前面一个搞数据，后面一个搞理论。都是院士。
gloeckler大概在04还是05年，发现太阳系质谱中普遍存在一个-1.5次方的一个幂函数。他称为universal law。在太阳风里有，高能粒子里也有，这也有那也有，就很兴奋，到处跟人吹牛。Fisk就是他的理论back up。
但是这个东西你要搞一个universal law出来还是很难的，所以一方面搞数据的证实了很多他这个law不那么universal的地方，另一方面也有很多理论说他这个东西可能只是一个表象，或者说要么是trivial的要么是凑的。
所以后来就成了Fisk和Gloeckler战斗全世界这么一个事。俩老头子气场很雄厚，就是不认输。当然他们最后也说不是那么universal，但是至少是locally universal，感觉根本就是意气之争了。
某次会议，Fisk就提出一个理论，说在这个heliosheath里面存在一种随机加速现象。其实说白了很简单，就是你什么分布，终究都是高斯或者类高斯的，他说这个高斯分布tail上的一点点高能的东西漏了出来。然后这么点东西满太阳系乱跑，就看到了这么一个universal的spectra。
Drake也是个不小的牛了。但是magnetic bubble这个东西sell的不是很成功。搞reconnection的其实主要是搞地球磁尾那块比较多。但是这时这些人四处出击了。当时Drake就在这个会议上听Fisk讲这套东西。接着当然就是俩老头大杀四方的故事。
战得正酣，这个Drake就跳出来问了一个问题，说你这个随机加速太随机了，我们是不是可以认为这个heliosheath里面充满了一些东西，可以加速粒子，比如说——很多magnetic bubble。
Drake比这两位小那么一辈，平时也不在太阳加速这块里面吃饭。当时Fisk就说了，"I don't care"，挥挥手就把drake晾一边了，继续和别人大战。Drake自然很尴尬，估计成名之后没这么被人无视过。又听了两分钟就收拾东西闪人了。
现在在这个地方看到了这么个现象，我估计怎么牵强附会也好，drake这个小仇也算是报了……说不定Fisk这些人还要拉他合作合作啥啥的。
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babybang (走神) 于 (Wed Jun 15 14:09:17 2011, 美东) 提到:
H神医也是一大牛，这写个野史都知道啊，得知识多渊博啊。。。
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herbertme (herbertme) 于 (Wed Jun 15 14:12:05 2011, 美东) 提到:
我不行啊
只是当时我在场……
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hillhong (自强不息厚德载物) 于 (Wed Jun 15 14:14:58 2011, 美东) 提到:
这东西全凭想像力？
论。都是院士。
数。他称为universal law。在太阳风里有，高能粒子里也有，这也有那也有，就很兴
奋，到处跟人吹牛。Fisk就是他的理论back up。
了很多他这个law不那么universal的地方，另一方面也有很多理论说他这个东西可能只
是一个表象，或者说要么是trivial的要么是凑的。
是不认输。当然他们最后也说不是那么universal，但是至少是locally universal，感
觉根本就是意气之争了。
。其实说白了很简单，就是你什么分布，终究都是高斯或者类高斯的，他说这个高斯分
布tail上的一点点高能的东西漏了出来。然后这么点东西满太阳系乱跑，就看到了这么
一个universal的spectra。
reconnection的其实主要是搞地球磁尾那块比较多。但是这时这些人四处出击了。当时
Drake就在这个会议上听Fisk讲这套东西。接着当然就是俩老头大杀四方的故事。
不是可以认为这个heliosheath里面充满了一些东西，可以加速粒子，比如说——很多
magnetic bubble。
I don't care"，挥挥手就把drake晾一边了，继续和别人大战。Drake自然很尴尬，估
计成名之后没这么被人无视过。又听了两分钟就收拾东西闪人了。
是报了……说不定Fisk这些人还要拉他合作合作啥啥的。 |
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