Gdzie kończy się Układ Słoneczny?

To pytanie słyszałem wiele razy w przeszłości, a szybkie przeszukanie witryny mówi, że nie zostało tu zadane, więc pomyślałem, że równie dobrze mogę zadać (i odpowiedzieć). Wiem, że rzadko zdarza się, aby ktoś zadawał i odpowiadał na własne pytanie, ale myślę, że to może tu zadziałać, i cieszę się z wkładu (w tym innych odpowiedzi) każdego i wszystkich tutaj.

Słońce znajduje się w odległości około 4 lat świetlnych od najbliższego układu gwiezdnego, systemu Alpha Centauri. Planety w naszym Układzie Słonecznym nie są jednak nawet tak daleko od Słońca. Gdzie kończy się nasz Układ Słoneczny? Czy krawędź jest uważana za orbitę Neptuna, Pas Kuipera, Obłok Oorta, czy coś innego?

Uwaga: to pytanie dotyczące Physics SE jest podobne, ale zamieszczone tutaj odpowiedzi idą w różnych kierunkach.

Według strony Case Western Reserve University The Edge of the Solar System (2006) ważną kwestią jest to

Cała koncepcja „krawędzi” jest nieco niedokładna w odniesieniu do Układu Słonecznego, ponieważ nie ma fizycznej granicy - nie ma przeszłości ściany, na której widniałby znak „Układ Słoneczny tu się kończy”. Istnieją jednak określone regiony kosmiczne, które obejmują odległych członków naszego Układu Słonecznego, i region poza którym Słońce nie może już mieć żadnego wpływu.

Ostatnia część tej definicji wydaje się być realną definicją krawędzi układu słonecznego. Konkretnie,

ważnym obszarem granicznym dla „krawędzi” Układu Słonecznego jest heliopauza. Jest to przestrzeń kosmiczna, w której wiatr słoneczny spotyka wiatr innych gwiazd. Jest to wahająca się granica, którą szacuje się na około 17,6 miliarda mil (120 AU). Pamiętaj, że jest to w chmurze Oort.

Chociaż powyższy artykuł jest nieco przestarzały, pojęcie heliopauzy jest nadal interesujące dla naukowców, szczególnie jak daleko jest - stąd zainteresowanie ciągłymi misjami Voyager , które stwierdzają na stronie, że ma 3 fazy :

• Shock Shock

Przejście przez szok kończący zakończył fazę szoku kończącego i rozpoczął fazę eksploracji heliosheaty. Voyager 1 przekroczył szok terminowy przy 94 AU w grudniu 2004 r., A Voyager 2 przekroczył 84 AU w sierpniu 2007 r.

(AU = jednostka astronomiczna = średnia odległość Ziemia-Słońce = 150 000 000 km)

• Heliosheath

statek kosmiczny działał w środowisku heliosheath, w którym nadal dominuje pole magnetyczne Słońca i cząsteczki zawarte w wietrze słonecznym.

We wrześniu 2013 r. Voyager 1 znajdował się w odległości 18,7 miliarda kilometrów (125,3 AU) od Słońca, a Voyager 2 w odległości 15,3 miliarda kilometrów (102,6 AU).

Bardzo ważną rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę na stronie Voyager jest to

Grubość heliosheathu jest niepewna i może trwać kilkadziesiąt grubości AU przez kilka lat.

• Przestrzeń międzygwiezdna, którą strona Voyager NASA zdefiniowała jako

Przejście przez heliopauzę rozpoczyna fazę eksploracji międzygwiezdnej, w której statek kosmiczny działa w środowisku zdominowanym przez wiatr międzygwiezdny.

Strona misji Voyager zawiera poniższy schemat parametrów wymienionych powyżej

Jest to trochę skomplikowane, ponieważ nie wiemy w pełni, jaka jest tam dynamika, niedawna obserwacja opisana w artykule Wielka niespodzianka z krawędzi Układu Słonecznego , ujawnia, że ​​krawędź może być zamazana przez

dziwna kraina spienionych bąbelków magnetycznych,

W artykule sugeruje się mieszanie wiatrów słonecznych i międzygwiezdnych oraz pól magnetycznych, stwierdzając:

Z jednej strony pęcherzyki wydają się być bardzo porowatą tarczą, przepuszczającą wiele kosmicznych promieni przez szczeliny. Z drugiej strony promienie kosmiczne mogłyby zostać uwięzione w bąblach, co uczyniłoby pianę naprawdę bardzo dobrą tarczą.

Oto moja odpowiedź. Postaram się uczynić to tak kompleksowym, jak to możliwe.

Trudno jest zdefiniować krawędź Układu Słonecznego . Większość ludzi prawdopodobnie zdefiniowałaby to jako miejsce, w którym obiekty nie są już związane grawitacyjnie ze Słońcem. To tylko trochę zmienia pytanie: gdzie jest ta linia podziału? Aby spróbować odpowiedzieć na to pytanie, przejdę przez regiony Układu Słonecznego.

Pierwszy region jest domeną planet wewnętrznych - w zasadzie wszystko od pasa asteroid do wewnątrz. Składa się z Marsa, Ziemi, Wenus, Merkurego, ich księżyców i wszystkich otaczających je mniejszych obiektów. Wewnętrzny Układ Słoneczny jest bardzo skalisty, jak można sobie wyobrazić. Planety lądowe zbudowane są głównie ze skał, podobnie jak asteroidy i księżyce planet wewnętrznych.

Drugi region to domena gigantów gazowych . Składa się z Jowisza, Saturna, Urana, Neptuna, ich księżyców, układów pierścieniowych i różnych mniejszych ciał, takich jak asteroidy trojańskie. Gazowi olbrzymi mieli duży wpływ na Układ Słoneczny, gdy został po raz pierwszy utworzony, przyciągając kawałki skał, chwytając księżyce i prawdopodobnie stabilizując lub dezastabilizując orbity. Niektóre mogły migrować na zewnątrz (zgodnie z modelem nicejskim ), ale ich orbity są obecnie stabilne. Gazowe olbrzymy są zbudowane głównie z gazów, ale uważa się, że mają stałe lub stopione rdzenie. Skład ich księżyców jest znany - bardziej jak obiekty w wewnętrznym Układzie Słonecznym.

Następny jest Pas Kuipera . Czasami jest przedstawiany jako kuzyn pasa asteroid, ale to nie jest dokładne. Ciała tworzące Pas Kuipera to kawałki skały i lodu. Znanymi przykładami ciał Pasa Kuipera i / lub obiektów trans-Neptuna są planety karłowate Pluto, Sedna, Makemake i Haumea. Istnieje również wiele mniejszych obiektów, w tym niektóre komety krótkotrwałe (chociaż są one właściwie częścią mniej znanego „dysku rozproszonego”). Chociaż od lat istnieją teorie na temat innej planety, nie uważa się tego za prawdopodobne. Pas rozciąga się od 30 do 50 jednostek AU.

Dalej znajduje się chmura Oorta , nazwana na cześć Jana Oorta. Obserwacje obiektów w Chmurze Oorta są niezwykle trudne, jeśli nie niemożliwe, więc ich istnienie nie zostało jeszcze zweryfikowane. Jest zamieszkany przez długie komety i mniejsze obiekty. Składają się one również ze skały i lodu. Uważa się, że chmura Oort rozciąga się na niewiarygodne 50 000 jednostek AU. Podczas gdy inne wspomniane dotąd regiony znajdują się w przybliżeniu w samolotach, Chmura Oorta jest kulista.

Niektórzy uważają obłok Oorta za krawędź Układu Słonecznego, ponieważ większość masy Układu Słonecznego znajduje się w nim, ale uważa się, że granica między Układem Słonecznym a przestrzenią międzygwiezdną znajduje się w jego wewnętrznych zasięgach: heliopauza. Jest to ogólnie akceptowane jako granica Układu Słonecznego, ponieważ jest to miejsce, w którym wiatr słoneczny styka się z ośrodkiem międzygwiezdnym. Często jest to ustawione na 121 jednostek AU - to właśnie tam przeszedł Voyager 1 w 2013 roku. Heliopauza jest daleką granicą heliosfery , poza którą ośrodek międzygwiezdny przejmuje kontrolę. Wewnątrz „warstw” ograniczają się szok termiczny i heliosheath.

Podsumowując, podczas gdy Układ Słoneczny składa się z wielu regionów, heliopauza jest uważana za jego zewnętrzną granicę.

Jeszcze raz z zadowoleniem przyjmuję wszelkie uwagi dotyczące tego pytania i odpowiedzi.

Ilekroć widzę omawiane to pytanie, wydaje się, że heliopauza lub niektóre jej odmiany są podawane jako odpowiedź - a potem wspomina się, że Chmura Oorta wykracza poza nią.

Bardziej poprawna odpowiedź powinna zatem polegać na tym, że kończy się w odległości, w której obiekty, ze wszystkich praktycznych celów, nie są już związane z centrum barkowym Układu Słonecznego. Jest to zwykle definiowane przez Kulę Wzgórza , która przybliża grawitacyjną sferę wpływów.

Jednym prostym widokiem zasięgu Układu Słonecznego jest kula Hill Hill Słońca w odniesieniu do lokalnych gwiazd i jądra galaktycznego. (1)

Rozciąga się to na dwieście trzydzieści tysięcy AU, około 3,6 lat świetlnych. Znowu nie ściana. Według (1) Cherbatova (1965) promienie sfer grawitacyjnych Słońca można podzielić na:

• Sfera przyciągania do 4500 AU (atrakcja Słońca> atrakcja centrum galaktycznego),

• Sfera działania 60 000 AU (wygodniej jest używać słońca jako ciała centralnego i centrum galaktycznego jako ciała peryferyjnego w obliczeniach orbitalnych), a na koniec

• Kula wzgórzowa 230 000 AU (obiekt musi krążyć w obrębie tego limitu, aby zostać zatrzymanym przez Słońce).

Uważam, że NASA twierdzi, że nie tylko wtedy, gdy wiatr słoneczny, ale zmiany siły przyciągania grawitacyjnego ... To nie znaczy, że słońce nie ma siły przyciągania lub wiatru słonecznego, ale że wpływ słońca jest teraz mniejszy niż otaczające środowisko. Krótko mówiąc, kiedy słońce nie wygrywa już przeciągania liny.