Dove finisce il sistema solare?

Questa è una domanda che ho sentito molte volte in passato e una rapida ricerca sul sito dice che non è stata posta qui, quindi ho pensato che avrei potuto anche chiedere (e rispondere). So che è raro che qualcuno faccia e risponda alla propria domanda, ma penso che potrebbe funzionare qui, e accolgo con favore l'input (comprese altre risposte) da chiunque e tutti qui.

Il Sole dista circa 4 anni luce dal sistema stellare più vicino, il sistema Alpha Centauri. I pianeti nel nostro Sistema Solare, tuttavia, non sono nemmeno così vicini al Sole. Dove finisce il nostro sistema solare? Il bordo è considerato l'orbita di Nettuno, la Cintura di Kuiper, la Nuvola di Oort o qualcos'altro?

Nota: questa domanda su Physics SE è simile, ma le risposte pubblicate qui vanno in direzioni diverse.

Secondo la pagina web della Case Western Reserve University, The Edge of the Solar System (2006), una considerazione importante è che

L'intero concetto di "bordo" è in qualche modo impreciso per quanto riguarda il sistema solare, poiché non vi è alcun limite fisico ad esso - non esiste un muro oltre il quale c'è un segno che dice "Il sistema solare finisce qui". Vi sono, tuttavia, specifiche regioni dello spazio che includono membri periferici del nostro sistema solare e una regione oltre la quale il Sole non può più esercitare alcuna influenza.

L'ultima parte di quella definizione sembra essere una definizione praticabile del bordo del sistema solare. In particolare,

la regione di confine valida per il "bordo" del sistema solare è l'eliopausa. Questa è la regione dello spazio in cui il vento solare del sole incontra quello di altre stelle. Si tratta di un confine fluttuante stimato a circa 17,6 miliardi di miglia (120 UA) di distanza. Si noti che questo è all'interno di Oort Cloud.

Sebbene l'articolo sopra sia un po 'datato, la nozione di eliopausa è stata ancora interessante per gli scienziati, in particolare quanto è lontana - quindi, l'interesse per le continue missioni Voyager , che afferma sul sito Web, che ha 3 fasi :

• Shock di terminazione

Il passaggio attraverso lo shock di terminazione ha terminato la fase di shock di terminazione e ha iniziato la fase di esplorazione dell'eliosfera. Voyager 1 ha attraversato lo shock di terminazione a 94 UA nel dicembre 2004 e Voyager 2 ha attraversato a 84 UA nell'agosto 2007.

(AU = Unità astronomica = distanza Terra-sole media = 150.000.000 km)

• heliosheath

la navicella spaziale ha funzionato nell'ambiente eliosolare che è ancora dominato dal campo magnetico del Sole e dalle particelle contenute nel vento solare.

A settembre 2013, il Voyager 1 era a una distanza di 18,7 miliardi di chilometri (125,3 UA) dal sole e il Voyager 2 a una distanza di 15,3 miliardi di chilometri (102,6 UA).

Una cosa molto importante da notare dalla pagina Voyager è quella

Lo spessore dell'eliosfero è incerto e potrebbe essere decine di AU di spessore impiegando diversi anni per attraversare.

• Spazio interstellare, definito dalla pagina Voyager della NASA

Il passaggio attraverso l'eliopausa inizia la fase di esplorazione interstellare con l'astronave che opera in un ambiente dominato dal vento interstellare.

La pagina della missione di Voyager fornisce il seguente diagramma dei parametri sopra elencati

È un po 'complicato perché non conosciamo la portata di come sono le dinamiche là fuori, una recente osservazione riportata nell'articolo Una grande sorpresa dal bordo del Sistema Solare , rivela che il bordo potrebbe essere sfocato da

uno strano regno di schiumose bolle magnetiche,

Ciò che viene suggerito nell'articolo potrebbe essere una mescolanza di venti solari e interstellari e campi magnetici, affermando:

Da un lato, le bolle sembrerebbero uno scudo molto poroso, permettendo a molti raggi cosmici di attraversare gli spazi. D'altra parte, i raggi cosmici potrebbero rimanere intrappolati all'interno delle bolle, il che renderebbe la schiuma un ottimo scudo davvero.

Ecco la mia risposta Proverò a renderlo il più completo possibile.

È piuttosto difficile definire il limite del sistema solare . Molte persone probabilmente lo definirebbero come dove gli oggetti non sono più legati gravitazionalmente al Sole. Questo però sposta leggermente la domanda: dov'è quella linea di demarcazione? Per provare a rispondere a questo, esaminerò le regioni del sistema solare.

La prima regione è il dominio dei pianeti interni - praticamente tutto dalla cintura di asteroidi verso l'interno. Comprende Marte, Terra, Venere, Mercurio, le loro lune e tutti gli oggetti più piccoli che li circondano. Il sistema solare interno è molto roccioso, come si può immaginare. I pianeti terrestri sono principalmente fatti di roccia, così come gli asteroidi e le lune dei pianeti interni.

La seconda regione è il dominio dei giganti gassosi . È costituito da Giove, Saturno, Urano, Nettuno, le loro lune, sistemi ad anello e corpi più piccoli assortiti, come gli asteroidi di Troia. I giganti gassosi hanno avuto una grande influenza sul Sistema Solare quando è stato formato per la prima volta, tirando pezzi di rocce, afferrando lune e possibilmente stabilizzando o de-stabilizzando le orbite. Alcuni potrebbero essere migrati verso l'esterno (secondo il modello di Nizza ), ma le loro orbite sono attualmente stabili. I giganti gassosi sono costituiti in gran parte da gas, ma si ritiene che abbiano nuclei solidi o fusi. La composizione delle loro lune è familiare, più simile agli oggetti nel Sistema Solare interno.

Il prossimo è la cintura di Kuiper . A volte viene introdotto come cugino della cintura di asteroidi, ma non è esatto. I corpi che compongono la Cintura di Kuiper sono pezzi di roccia e ghiaccio. Esempi notevoli di corpi della Cintura di Kuiper e / o oggetti transnettuniani sono i pianeti nani Plutone, Sedna, Makemake e Haumea. Ci sono anche molti oggetti più piccoli, incluse alcune comete di breve periodo (sebbene facciano più correttamente parte del "disco sparso" meno noto). Mentre ci sono state teorie per anni su un altro pianeta là fuori, non è considerato probabile. La cintura si estende da 30 a 50 UA.

Più lontano c'è ancora l' Oort Cloud , che prende il nome da Jan Oort. Le osservazioni di oggetti nella Oort Cloud sono estremamente difficili, se non impossibili, quindi la sua esistenza non è stata ancora verificata. È popolato da comete di lungo periodo e oggetti più piccoli. Questi sono anche composti da roccia e ghiaccio. Si pensa che Oort Cloud si estenda fino a un incredibile 50.000 UA. Mentre le altre regioni finora menzionate sono approssimativamente sugli aerei, la Oort Cloud è sferica.

Alcuni considerano il limite estremo Oort Cloud come il limite del sistema solare, perché la maggior parte della massa del sistema solare è al suo interno, ma si ritiene che il confine tra il sistema solare e lo spazio interstellare rientri nei suoi limiti interni: l'eliopausa. Questo è generalmente accettato come confine del Sistema Solare perché è dove il vento solare incontra il mezzo interstellare. Questo è spesso collocato a 121 UA - dove è passata la Voyager 1 nel 2013. L'eliopausa è il confine estremo dell'eliosfera , oltre il quale il mezzo interstellare prende il controllo. Gli "strati" interni sono delimitati dallo shock di terminazione e dall'eliosfera.

In sintesi, mentre il sistema solare è composto da molte regioni, l'eliopausa è considerata il suo confine esterno.

Ancora una volta, accolgo con favore qualsiasi input riguardante questa domanda e risposta.

Ogni volta che vedo questa domanda discussa, sembra che l'eliopausa, o una sua variante, sia data come una risposta - e poi si dice che la Oort Cloud si estende oltre.

Una risposta più corretta, quindi, dovrebbe essere quella che termina a quella distanza alla quale gli oggetti, per tutti gli scopi pratici, non sono più legati al baricentro del sistema solare. Questo è di solito definito dalla Sfera della collina , che si avvicina alla sfera di influenza gravitazionale.

Una semplice visione dell'estensione del sistema solare è la sfera Hill del Sole rispetto alle stelle locali e al nucleo galattico. (1)

Questo si estende a duecentotrentamila UA, circa 3,6 anni luce. Ancora una volta, non un muro. Secondo (1) Cherbatov (1965) , i raggi delle sfere gravitazionali del sole possono essere suddivisi in:

• Sfera di attrazione fino a 4500 UA (attrazione del sole> attrazione del centro galattico),

• Sfera d'azione 60.000 UA (più conveniente usare il sole come corpo centrale e centro galattico come corpo perturbante nei calcoli orbitali), e infine

• Sfera di collina 230.000 UA (l'oggetto deve orbitare entro questo limite per essere trattenuto dal Sole).

Credo che la NASA stia affermando che non è solo quando il vento solare si sposta ma la forza gravitazionale si sposta ... Questo non vuol dire che il sole non abbia attrazione o vento solare ma che l'influenza del sole ora sia inferiore all'ambiente circostante. Per dirla semplicemente, quando il sole non sta più vincendo il tiro alla fune.