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什么是太空?
时间:2024-12-23 20:11:30
答案

所谓太空,是指稠密大气层以外的广阔无垠的空间区域。其下边界起始于距地球表面大约60 km处,向上一直到茫茫宇宙。

将太空下边界定义在大约60 km高度左右,是考虑到在这个高度以上,地球的大气层已非常稀薄,大气开始电离,大气的状态除了受地球引力场支配外,还受太阳电磁辐射和粒子辐射的直接影响。另一方面,从研究方法来看,描述中性大气的流体力学方法已不完全适用,必须结合电动力学的知识,也即用磁流体力学方法。

由于太空包含的范围巨大,通常将太空划分为几个层次,由近到远、由小到大依次为地球空间(geospace)、日地空间(solar-terrestrial space)、日球(层)(heliosphere)和宇宙(universe)。

地球空间的外边界是太阳风与地磁场相互作用形成的,称为磁层顶。磁层顶是“泪滴形”的,在向阳面,磁层顶距地球的距离大约为7~8个地球半径,在背阳面,太阳风将地球的磁场拉到距地球约几十个地球半径,形成磁尾。地球空间是人类生存和进行主要空间活动的区域。

日地空间是由太阳、太阳风、行星际磁场和地球空间构成的。太阳与地球之间的平均距离定义为一个天文距离单位1 AU(1 AU=1.496×108 km),这是一个常用的数据。日地物理学(solar-terrestrial physics)主要研究这一区域的特性。

日球是太阳风、行星际磁场与星际风相互作用形成的边界(日球顶)所包围的区域,日球顶到太阳的距离大约是100 AU。太阳系就在日球之内。太阳系是由太阳、九大行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和行星际介质组成的天体系统。在太阳系中,太阳是中心天体,其质量占太阳系总质量的99.85%。除了太阳之外,太阳系主要成员是九大行星,即水星、金星、地球、火星、木星、土星、海王星、天王星和冥王星,它们的质量只占太阳系总质量的0.135%。九大行星都在接近同一平面(黄道面)的近圆形轨道上朝着同一方向绕太阳公转,但冥王星例外,它的轨道面对黄道面的倾角为 17.148°。太阳也朝同一方向自转。小行星是指沿椭圆轨道绕太阳公转的固态小天体。大多数小行星分布在火星和土星轨道之间的小行星带内。从巡天观测的照片中估计,小行星有上百万颗。彗星大多数是沿扁长轨道绕太阳公转的小质量天体,有云雾状的独特外貌。彗星在远离太阳时,呈朦胧雾状小斑点,在走近太阳时生出扫帚状的长尾巴。至今已观测到的彗星有1600多颗,地球上平均每年可见几颗彗星,多数是重复出现的“老彗星”,只有1~2颗是第一次来到内太阳系的“新彗星”。

离地球最近的恒星——太阳,仅仅是一个普通星系——银河系中几千亿颗恒星中的一员。所谓星系,就是由几十亿至几千亿颗恒星和星际气体以及尘埃物质等组成,占据几千光年(1 光年=63 239.8 AU,是光在1 a的时间内走过的路程)至几十万光年空间的天体系统。我们的银河系就是一个普通星系,银河系以外的星系成为河外星系。而星系又是星系团的成员。相互之间有一定力学联系的十几个、几十个乃至成百上千个星系集聚在一起组成的星系集团,称为星系团。目前已经发现上万个星系团。许多星系团组合在一起,形成超星系团。而总星系,则是比超星系团更高一级的天体层次,它就是目前所能观测到的宇宙。

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