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2014-10-01航海家一號離開太陽系了！？
538 期
Author 作者
林佳人／任教臺北市立金華國中。
經過36年的漫長旅程，美國航太總署（NASA）2013年9月發佈航海家一號早已經在星際空間（interstellar space）旅行1年的消息，在Science期刊的報導中，則是以「航海家一號離開太陽系」為題。到底什麼是星際空間？這和離開太陽系有什麼不同？科學家又是如何確定它在那裡？
太陽系的一般定義
太陽系一直以來指的是以太陽為中心，受到太陽萬有引力束縛的天體群。太陽系的領域包括八大行星、衛星、矮行星、與小天體如小行星、彗星等遊走的空間，最遠可到歐特雲（Oort cloud）；歐特雲是理論推測存在的區域，為長週期彗星的故鄉，在此處，鄰近恆星的重力漸超越太陽微弱的重力，所以歐特雲的外緣被視為太陽系的邊界。不過，若要航海家一號抵達歐特雲內緣，大概要花300年左右的時間，別說飛越歐特雲還要再等大約30000年！航海家離歐特雲還遠得很呢！因此，以行星系統的角度來說，航海家尚未離開太陽系，但它究竟去了哪裡？
太空物理的太陽系
太空物理學家認為，2012年航海家一號通過了太陽圈頂（heliopause），進入了星際空間。星際空間是恆星之間的區域，這裡的物質雖然稀薄，但絕非空無一物，組成有離子、原子、分子、塵埃等，而且分佈並不均勻，比如恆星誕生於密度較高的分子雲中。理論上，太陽圈頂是太陽圈（heliosphere）與星際空間的交界，太陽圈是太陽在星際間移動時，以不斷吹拂出的太陽風建立的勢力範圍（圖一），就好像太陽在太空中吹泡泡一樣。由於太陽風是從太陽表層大氣噴發的電漿，電漿是游離的氣體，因此太陽磁場亦可藉著太陽風往外延伸，在太陽圈頂與太陽風抗衡星際電漿與磁場，並將帶電的星際物質往外偏折，所以當太陽表面活動劇烈時，太陽風較強、進入太陽系的宇宙射線也較弱。
圖一：太陽圈構造。太陽釋出太陽風，在太空中打開的空間稱為太陽圈，與星際空間的交界稱為太陽圈頂；太陽風受到星際物質的阻擋而減速，速率下降到聲速的位置稱為終止激震波；日鞘為太陽圈頂與終止激震波間的過渡區域。
當太空船跨越太陽圈頂時，表示它脫離太陽風、進入星際物質主控的環境。因此科學家預期航海家在接近及跨越太陽圈頂時會觀察到：宇宙射線增強、太陽風減弱、而太空磁場不論是強度及方向都會有顯著的變化，這是由於太陽磁場與星際磁場的方向並不相同，並且太陽磁場會因衝撞星際磁場而被擠壓增強。……【更多內容請閱讀科學月刊第538期】