外日球层的宽能段离子及其与湍动的耦合作用
2021-01-30何建森王玲华宗秋刚
深空探测学报 2020年6期
何建森,林 荣,崔 博,王玲华,宗秋刚
(1.北京大学 地球与空间科学院,100871,北京;2.北京大学 行星与空间科学研究中心,100871,北京)
引 言
太阳系是目前唯一已知的孕育生命和人类文明的星系。在太阳系的四维时空坐标中,当今太阳系的空间组成和结构及其时间演化,是一个重要的命题(见图1)。通过探测外太阳系的小天体(没有明显的地质过程,被认为是太阳系的活化石),可以追溯太阳系的形成历史和早期特征[1-5]。通过探测被太阳风所充斥的日球层的三维结构及其动态变化,可以认识太阳风与局地星际介质的相互作用。当今的太阳系不再像太阳系的初期形成的行星星云那样稠密,而是更接近真空状态,尽管也充斥着太阳风等离子体、能量粒子(太阳能量粒子和宇宙线粒子)、尘埃粒子、小天体(小行星和彗星)、矮行星和行星。
早期的太阳活动(比如T-Tauri阶段,可能比现在的太阳活动强1 000倍)所吹出的太阳风,或许可以把原初太阳系星云的物质清扫输运到很远的地方(比如奥特云所在的距离)[6-7]。所以太阳风的研究是一个认识太阳、日球层、太阳系及其与银河系的局地星际介质相互作用的重要方面。
人类要全面认识自身所处的太阳系,就需要像环游地球那样,周游太阳系开展全面的探测。在太阳系探测远景设想中,认为需要在5个标志性的探测能力方面取得重要的突破:宽能段的粒子探测、宽频段的电磁场测量、宽波段的光学观测、大角度的覆盖、远距离的抵达,从而形成全向发展的探测能力雷达图(见图2)。……
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