Где заканчивается Солнечная система?

Этот вопрос я слышал много раз в прошлом, и быстрый поиск по сайту говорит, что он здесь не задавался, поэтому я решил, что с таким же успехом могу задать (и ответить) его. Я знаю, что редко кто-то может задать и ответить на свой собственный вопрос, но я думаю, что это может сработать здесь, и я приветствую вклад (включая другие ответы) всех и каждого здесь.

Солнце находится примерно в 4 световых годах от ближайшей звездной системы, системы Альфа Центавра. Планеты в нашей Солнечной системе, однако, даже не находятся так далеко от Солнца. Где заканчивается наша Солнечная система? Считается ли край орбитой Нептуна, Пояса Койпера, Облака Оорта или чем-то еще?

Примечание: этот вопрос по Physics SE похож, но ответы, размещенные здесь, идут в разных направлениях.

Согласно веб-странице Case Western University University «Край солнечной системы» (2006), важно учитывать, что

Само понятие «ребро» несколько неточно в том, что касается солнечной системы, потому что нет физической границы с ним - нет стены, мимо которой есть знак «Солнечная система заканчивается здесь». Однако есть определенные области пространства, которые включают отдаленных членов нашей солнечной системы, и область, за которой Солнце больше не может оказывать никакого влияния.

Последняя часть этого определения представляется жизнеспособным определением края солнечной системы. В частности,

Действительной граничной областью для «края» солнечной системы является гелиопауза. Это область космоса, где солнечный ветер Солнца встречает ветер других звезд. Это колеблющаяся граница, которая оценивается примерно в 17,6 миллиарда миль (120 а.е.). Обратите внимание, что это в облаке Oort.

Хотя вышеприведенная статья немного устарела, понятие гелиопаузы все еще представляет интерес для ученых, особенно в том, как далеко оно находится - отсюда и интерес к продолжающимся миссиям Voyager , который на веб-сайте гласит, что он имеет 3 фазы :

• Прекращение шок

Прохождение через терминирующий шок завершило фазу терминирующего шока и начало фазы исследования гелиошата. Вояджер 1 преодолел шок завершения в 94 а.е. в декабре 2004 года, а Вояджер 2 - в 84 а.е. в августе 2007 года.

(AU = астрономическая единица = среднее расстояние от Земли до Солнца = 150 000 000 км)

• Heliosheath

космический корабль работал в гелиошутной среде, в которой все еще преобладают магнитное поле Солнца и частицы, содержащиеся в солнечном ветре.

По состоянию на сентябрь 2013 года Voyager 1 находился на расстоянии 18,7 миллиарда километров (125,3 а.е.) от Солнца, а Voyager 2 - на расстоянии 15,3 миллиарда километров (102,6 а.е.).

На странице Voyager очень важно отметить, что

Толщина гелиошаба не определена и может составлять десятки толщин АС, на прохождение которых потребуется несколько лет.

• Межзвездное пространство, которое страница Voyager НАСА определила как

Прохождение через гелиопаузу начинает межзвездную фазу исследования с космического корабля, работающего в среде, где преобладает межзвездный ветер.

На странице миссии Voyager приведена схема параметров, перечисленных выше.

Это немного сложно, так как мы не знаем в полной мере, какова динамика, недавнее наблюдение сообщается в статье . Большой сюрприз от края Солнечной системы показывает, что край может быть размыт

странное царство пенистых магнитных пузырьков,

В статье предлагается смешение солнечных и межзвездных ветров и магнитных полей, заявляя:

С одной стороны, пузыри кажутся очень пористым щитом, пропускающим много космических лучей через промежутки. С другой стороны, космические лучи могут попасть в пузырьки, что сделает пену очень хорошим щитом.

Вот мой ответ. Я постараюсь сделать это как можно более полным.

Довольно сложно определить границу Солнечной системы . Большинство людей, вероятно, определят это как то, где объекты больше не связаны гравитационно с Солнцем. Это только немного сдвигает вопрос: где эта разделительная линия? Чтобы попытаться ответить на этот вопрос, я расскажу об областях Солнечной системы.

Первая область - область внутренних планет - в основном все от пояса астероидов внутрь. Он состоит из Марса, Земли, Венеры, Меркурия, их лун и всех меньших объектов, которые их окружают. Внутренняя Солнечная система очень скалистая, как можно себе представить. Земные планеты в основном состоят из скал, а также астероиды и спутники внутренних планет.

Второй регион - область газовых гигантов . Он состоит из Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна, их лун, кольцевых систем и различных более мелких тел, таких как троянские астероиды. Газовые гиганты оказали большое влияние на Солнечную систему, когда она была впервые сформирована, втягивая куски камней, захватывая спутники и, возможно, стабилизируя или дестабилизируя орбиты. Некоторые, возможно, мигрировали наружу (согласно модели Ниццы ), но их орбиты в настоящее время стабильны. Газовые гиганты в основном состоят из газов, но считается, что они имеют твердые или расплавленные ядра. Состав их лун знаком - больше похоже на объекты во внутренней Солнечной системе.

Далее идет пояс Койпера . Иногда его называют двоюродным братом пояса астероидов, но это не совсем точно. Тела, составляющие пояс Койпера, представляют собой куски камня и льда. Известными примерами тел Пояса Койпера и / или транс-нептунских объектов являются карликовые планеты Плутон, Седна, Макемаке и Хаумеа. Есть также много более мелких объектов, в том числе некоторых короткопериодических комет (хотя они более точно являются частью менее известного "рассеянного диска"). Хотя в течение многих лет были теории о другой планете, это не считается вероятным. Пояс простирается от 30 до 50 а.е.

Еще дальше - Облако Оорта , названное в честь Яна Оорта. Наблюдения за объектами в Облаке Оорта чрезвычайно трудны, если не невозможны, поэтому его существование еще не проверено. Это населено кометами с большим периодом и меньшими объектами. Они также состоят из камня и льда. Считается, что Облако Оорта простирается до невероятных 50 000 АЕ. В то время как другие области, упомянутые до сих пор, находятся примерно в плоскостях, Облако Оорта является сферическим.

Некоторые полагают, что Облако Оорта на дальнем краю является краем Солнечной системы, потому что большая часть массы Солнечной системы находится внутри нее, но считается, что граница между Солнечной системой и межзвездным пространством фактически находится в пределах ее внутренних границ: гелиопауза. Это обычно считается границей Солнечной системы, потому что именно там солнечный ветер встречает межзвездную среду. Это часто устанавливается на уровне 121 а.е., где Voyager 1 прошел в 2013 году. Гелиопауза - это дальняя граница гелиосферы , за которой межзвездная среда берет на себя управление. Внутренние «слои» ограничены ударной волной и гелиошатом.

Таким образом, хотя Солнечная система состоит из многих регионов, гелиопауза считается ее внешней границей.

Еще раз, я приветствую любые и любые комментарии относительно этого вопроса и ответа.

Всякий раз, когда я вижу, что этот вопрос обсужден, кажется, что гелиопауза или какой-то ее вариант дается в качестве ответа, а затем упоминается, что Облако Оорта выходит за его пределы.

Поэтому более правильный ответ должен заключаться в том, что он заканчивается на том расстоянии, на котором объекты для всех практических целей больше не связаны с барицентром Солнечной системы. Обычно это определяется Сферой Холма , которая приближается к гравитационной сфере влияния.

Одним из простых представлений о протяженности Солнечной системы является сфера Солнца Хилла относительно локальных звезд и ядра галактики. (1)

Это распространяется на двести тридцать тысяч а.е., около 3,6 световых лет. Опять не стена. Согласно (1) Чербатову (1965) , радиусы гравитационных сфер Солнца можно подразделить на:

• Сфера притяжения до 4500 а.е. (притяжение солнца> притяжение галактического центра),

• Сфера действия 60 000 а.е. (удобнее использовать Солнце в качестве центрального тела и галактического центра в качестве тела, движущегося по орбите в расчетах орбит), и, наконец,

• Сфера холма 230 000 а.е. (объект должен вращаться в пределах этого предела, чтобы удерживаться на Солнце).

Я полагаю, что НАСА заявляет, что это происходит не только когда солнечный ветер, но и гравитационные сдвиги ... Это не значит, что у Солнца нет тяги или солнечного ветра, но что влияние Солнца теперь меньше, чем окружающая среда. Проще говоря, когда солнце больше не выигрывает перетягивание каната.