外星組成掀起太陽系演化之謎

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根據美國航太總署(NASA)IBEX探測器的觀測資料,研究學者發現太陽系內與鄰近太陽系的星際空間,是不相同的。美國西南研究所(Southwest Research Institute)、IBEX首席研究員David McComas表示:IBEX偵測到來自銀河他處進入太陽系的物質,這些物質的化學組成比例和太陽系內的不盡相同。這個結果,再度掀起關於太陽系、甚至是生命的起源與演化之謎。

我們的太陽系被包圍在由隨著太陽風向外擴張的太陽磁場所構成的日光層(heliosphere,又譯太陽圈)內,使太陽系能與銀河系其他部分區隔開來:日光層以外就是所謂的「星際空間(interstellar space)」,以內就是太陽和眾行星、小行星和彗星的家。而日光層的存在,不僅是區隔太陽系內外而已,它還將大多數來自太陽系以外的宇宙線阻擋在外,是太陽系很重要的防護罩。

IBEX於2008年發射升空,在地球上空掃視全天。IBEX探測器能捕捉從星際空間穿透日光層保護而進入太陽系的中性原子。所以,即使不用飛出太陽系,IBEX也能檢視太陽系以外的銀河空間狀況。在它開始正式運作的頭兩年,IBEX捕捉並計算這些外來原子的觀測成果,出現了一些有趣的結論。

IBEX總共偵測到來自星際空間4種不同的原子,其組成都與太陽系中所見不符合。這4種原子分別是氫(H)、氦(he)、氧(O)和氖(Ne);其中,氖原子這種惰性氣體,幾乎不與其他物質交互作用,因此含量頗豐,在測量統計上非常有利。從IBEX觀測資料,這些研究學者比較日光層內外的氖/氧比例,顯示銀河系的星系風中,每20顆氖原子就會有74顆氧原子;而太陽系中則是每20顆氖原子就有111顆氧原子。這個結果顯示太陽系中的氧原子豐度比太陽系外星際空間還多。多餘的氧,究竟是從何而來?

造成這種狀況的可能性有兩種,如果不是太陽系本身的演化很特別,是在銀河系中氧原子比如今所在之處還豐富的地方誕生出來的,要不然就是星際空間中有一部份氧原子被塵粒或冰粒捕陷而無法逃脫,讓IBEX偵測不到。不管哪一種可能性,都會影響關於太陽系和生命形成的理論模型。

到目前為止,科學家並不能肯定哪一種可能性佔了上風。不過,除了在地球軌道上運轉的IBEX之外,NASA的航海家號太空船如今已航行到太陽系邊界之處,或許未來數年內就會行出太陽系範圍。因此科學家們期待能在航海家號的觀測資料中,找到這個問題的解答。

資料來源:Alien Matter in the Solar System: A Galactic Mismatch[2012.02.10]

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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