太阳系的尽头在哪里？

独孤一山隙

太阳系有三个潜在的边界，这取决于你如何定义它。（图片来源：盖蒂图片社）

（）据美国生活科学网站（Harry Baker）：太阳系是一个巨大的地方。我们的宇宙邻域包括八颗行星、大约六颗矮行星、数百颗卫星、数百万颗小行星和彗星，它们都以每小时数千英里的速度围绕太阳旋转，在许多情况下相互旋转，就像一个巨大的陀螺。

但它的结局在哪里？答案可能取决于你问谁以及他们如何定义太阳系。

据美国国家航空航天局称，太阳系的潜在边界不是一个，而是三个：柯伊伯带，海王星轨道外的岩石环；日顶，太阳磁场的边缘；以及奥尔特云，一个遥远的彗星库，从地球上几乎看不到。

新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究员Dan Reisenfeld在一封电子邮件中告诉Live Science，每一个边界的论点“都有其优点”，这使得在它们之间进行选择变得复杂。

但有一点是大多数天文学家最普遍认同的。

柯伊伯带



柯伊伯带主要由小行星组成。（图片来源：盖蒂图片社）

据美国国家航空航天局称，柯伊伯带距离太阳30到50天文单位。（一个天文单位等于地球和太阳之间的距离。）

这个区域充满了小行星和矮行星，如冥王星，它们是通过与行星的单方面引力牵引而从太阳系内部喷出的。

一些天文学家认为，柯伊伯带应该被视为太阳系的边缘，因为它松散地代表了太阳原行星盘的边缘——气体和尘埃的漩涡环，后来成为行星、卫星和小行星。

Reisenfeld说：“如果把太阳系狭义地定义为太阳及其行星体，那么柯伊伯带的边缘可以被认为是太阳系的边缘。”。

但一些天文学家认为，太阳系的定义过于简单，比如加州理工学院的迈克·布朗。

“这不是真的，”布朗在一封电子邮件中告诉《生活科学》。“自从行星形成以来，物质已经移动了很多——主要是向外移动。”这意味着柯伊伯带并不包含太阳系的所有“物质”，比如难以捉摸的假想行星第九行星，它（如果存在的话）可能远超柯伊伯带。

2023年10月，在柯伊伯带之外发现了十几个新天体，这也暗示着可能还有一个“第二柯伊伯带”潜伏在更远的地方。

因此，一些研究人员认为，该区域外缘的不确定性使其成为整个太阳系的不可靠边界。

太阳风层顶



日顶是太阳风与星际空间相遇的地方。（图片来源：美国航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院）

日顶是太阳磁场影响的外缘，被称为日球层。在这一点上，太阳发射的带电粒子流，即太阳风，变得太弱，无法击退银河系中恒星和其他宇宙实体迎面而来的辐射流。

Reisenfeld说：“因为日层顶内部的等离子体起源于太阳，而日层顶外部的等离子体来源于星际，一些人认为日层顶是太阳系的边界。”。因此，日顶以外的空间也经常被称为“星际空间”，或恒星之间的空间，他补充道。

两艘航天器已经越过了日顶：旅行者1号于2012年穿越，旅行者2号于2018年穿越。布朗说，当旅行者号探测器穿过日顶时，他们很快检测到撞击它们的磁性和辐射的类型和水平发生了变化，这意味着它们已经越过了某种边界。

然而，尽管名称如此，日球层并不是一个完美的球体。相反，它更像是一个长方形的斑点，因为轰炸太阳系的大多数星际等离子体都是从一个方向撞击我们的，这会产生弓形冲击——一种圆形冲击波，将入射的辐射偏转到太阳系的其他部分。弓形激波位于距离太阳约120天文单位的位置，并形成一条长尾巴，从太阳向相反方向延伸至少350天文单位。

因此，使用日顶来描绘太阳系给我们留下了一个不平衡的邻域，这与一些研究人员对行星系统的看法相悖。

奥尔特云



奥尔特云（左）比太阳系内部（右）或柯伊伯带（中）大得多。（图片来源：盖蒂图片社）

据美国国家航空航天局称，奥尔特云是距离太阳最远、最广阔的潜在太阳系边界，距离太阳约100000天文单位。

Reisenfeld说：“那些将太阳系定义为与太阳引力相连的一切事物的人认为奥尔特云的边缘就是太阳系的边缘。”。

对于一些研究人员来说，这是太阳系边界的明确选择，因为理论上，行星系统由围绕恒星运行的所有物体组成。

法国波尔多天体物理实验室的天文学家肖恩·雷蒙德在一封电子邮件中告诉《生活科学》：“我不明白为什么有人认为除了奥尔特云之外的任何东西都是太阳系的边缘。”。“任何其他定义似乎都很荒谬。它实际上是某种东西绕太阳运行的边缘。”

然而，其他研究人员认为，由于奥尔特云位于星际空间，即使它与我们的主星相连，它也位于太阳系之外。

奥尔特云的实际终点也存在很大的不确定性，一些人认为这使得它与柯伊伯带一样不可靠。

哪个边界最好？

在三个可能的边界中，日顶是研究人员和美国国家航空航天局最常用来定义太阳系边缘的边界。这是因为它最容易固定，而且它两侧的磁性都有很大不同。

Reisenfeld说：“我认为日顶是边界，因为它确实是一个边界。”。“一旦你通过了，你就知道了。”

但这并不意味着日顶以外的一切都应该被视为星际物体，比如巨大的太空岩石Oumuamua，Reisenfeld补充道。他说：“奥尔特云最初是行星形成的物质的一部分，所以它是由太阳系物质组成的，而不是星际物质。”。

但是，尽管一些研究人员很乐意在这一论点中选择一方，但其他人认为太阳系没有理由不能有多重边界。

布朗说：“我想说，没有实际的辩论。”。“根据你试图回答的问题的重要内容，有不同的定义方法。”