外层空间:修订间差异

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== 太空相对于軌道 ==
== 太空相对于軌道 ==
若要執行一个[[軌道飞行器|軌道]],太空船必須飞得比在[[次軌道飞行器]]更快。太空航具必須要有足夠的水平速度才能进入[[軌道]],也就是[[重力]]加諸于太空航具的[[加速度]]必須小于或等于由水平运动产生的[[向心力|向心]]加速度(参见[[圓周运动]])。因此进入軌道的太空航具不只是进入太空,還必須要有足夠的[[軌道速度]]([[角速度]])。对低地球軌道,這大约是7,900米/秒(28,440公里/小時);相对之下,最快的飞機(不包括[[載人]]的太空航具)是美国空军的[[X-15]]在1967年創造的,它的速度只有2,200米/秒(7,920公里/小時)<ref>{{cite web |url=http://www.airspacemag.com/history-of-flight/x-15_walkaround.html |title=X-15 Walkaround |date=2007-11-01 |author=Linda Shiner |publisher=Air & Space Magazin |accessdate=2009-06-19 |archive-date=2009-08-05 |archive-url=https://web.archive.org/web/20090805040710/http://www.airspacemag.com/history-of-flight/x-15_walkaround.html |dead-url=yes }}</ref>。
若要執行一个[[軌道飞行器|軌道]],太空船必須飞得比在[[次軌道飞行器]]更快。太空航具必須要有足夠的水平速度才能进入[[軌道]],也就是[[重力]]加諸于太空航具的[[加速度]]必須小于或等于由水平运动产生的[[向心力|向心]]加速度(参见[[圓周运动]])。因此进入軌道的太空航具不只是进入太空,還必須要有足夠的[[軌道速度]]([[角速度]])。对低地球軌道,這大约是7,900米/秒(28,440公里/小時);相对之下,最快的飞機(不包括[[載人]]的太空航具)是美国空军的[[X-15]]在1967年創造的,它的速度只有2,200米/秒(7,920公里/小時)<ref>{{cite web |url=http://www.airspacemag.com/history-of-flight/x-15_walkaround.html |title=X-15 Walkaround |date=2007-11-01 |author=Linda Shiner |publisher=Air & Space Magazin |accessdate=2009-06-19 }}</ref>。


[[康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基]]最早意識到,无论使用何种化学[[燃料]],[[多级火箭]]都是必不可少的。能夠在地球的重力场中獲得自由,并且进入[[行星际空间]]的[[逃逸速度]]大约是28,800公里/小時(8公里/秒),进入低地球軌道的速度所需要的能量(32&nbsp;[[百万焦耳|MJ]]/kg)大约攀爬到相同高度所需要能量(10&nbsp;kJ/(km·kg))的20倍。
[[康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基]]最早意識到,无论使用何种化学[[燃料]],[[多级火箭]]都是必不可少的。能夠在地球的重力场中獲得自由,并且进入[[行星际空间]]的[[逃逸速度]]大约是28,800公里/小時(8公里/秒),进入低地球軌道的速度所需要的能量(32&nbsp;[[百万焦耳|MJ]]/kg)大约攀爬到相同高度所需要能量(10&nbsp;kJ/(km·kg))的20倍。
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缺乏空氣的地球空间(和月球表面)是天文学家觀察所有[[电磁頻谱]]的理想场所,由[[哈伯太空望遠鏡]]传送回来的精彩图片可见一斑,允許来自137億年前的光-几乎就是[[大爆炸]]的時期-被觀测到。
缺乏空氣的地球空间(和月球表面)是天文学家觀察所有[[电磁頻谱]]的理想场所,由[[哈伯太空望遠鏡]]传送回来的精彩图片可见一斑,允許来自137億年前的光-几乎就是[[大爆炸]]的時期-被觀测到。


地球空间的上層边界是磁層和太阳风交界的介面,内側的边界是电离層<ref>{{cite web |url=http://www.lws.nasa.gov/documents/geospace/geospace_gmdt_report.pdf |format=PDF |title=Report of the Living With a Star Geospace Mission Definition Team |publisher=NASA |accessdate=2007-12-19 |date=September 2002 |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080409060759/http://www.lws.nasa.gov/documents/geospace/geospace_gmdt_report.pdf |archivedate=2008-04-09 }}</ref>。或者說,地球空间是地球大氣層上層和地球磁场抵达的最外側之间的外太空<ref>{{cite web |url=http://www.lws.nasa.gov/missions/geospace/geospace.htm |title=LWS Geospace Missions |publisher=NASA |accessdate=2007-12-19 |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20071103021017/http://www.lws.nasa.gov/missions/geospace/geospace.htm |archivedate=2007-11-03 }}</ref>。
地球空间的上層边界是磁層和太阳风交界的介面,内側的边界是电离層<ref>{{cite web |url=http://www.lws.nasa.gov/documents/geospace/geospace_gmdt_report.pdf |format=PDF |title=Report of the Living With a Star Geospace Mission Definition Team |publisher=NASA |accessdate=2007-12-19 |date=September 2002 }}</ref>。或者說,地球空间是地球大氣層上層和地球磁场抵达的最外側之间的外太空<ref>{{cite web |url=http://www.lws.nasa.gov/missions/geospace/geospace.htm |title=LWS Geospace Missions |publisher=NASA |accessdate=2007-12-19 }}</ref>。


=== 行星际空间 ===
=== 行星际空间 ===
'''行星际空间'''是[[太阳系]]内围繞著太阳和行星的空间,這个区域由[[行星际物質|行星际介質]]主导,向外一直延伸到[[太阳圈]],在那儿银河系的環境开始影響到伴隨著太阳磁场的粒子流量,并且超越太阳磁场成为主导。行星际空间由太阳风来定义,来自太阳連綿不绝的带电粒子創造了稀薄的大氣圈(称为太阳圈),深入太空中数十億英里。风中的質点密度为5-10 [[質子]]/cm<sup>3</sup>,并且以 350-400km/s的速度在移动<ref name="papagiannis72" />。太阳圈的距离和强度与太阳风活动的程度息息相关<ref>{{cite web | first=Tony | last=Phillips | publisher=NASA | title=Cosmic Rays Hit Space Age High | date=2009-09-29 | url=http://science.nasa.gov/headlines/y2009/29sep_cosmicrays.htm | accessdate=2009-10-20 | deadurl=yes | archiveurl=https://web.archive.org/web/20091014035616/http://science.nasa.gov/headlines/y2009/29sep_cosmicrays.htm | archivedate=2009-10-14 }}</ref>。自1995年起发现[[系外行星]]的意义为其它的恒星也有能力擁有自己的行星际介質<ref>{{cite conference
'''行星际空间'''是[[太阳系]]内围繞著太阳和行星的空间,這个区域由[[行星际物質|行星际介質]]主导,向外一直延伸到[[太阳圈]],在那儿银河系的環境开始影響到伴隨著太阳磁场的粒子流量,并且超越太阳磁场成为主导。行星际空间由太阳风来定义,来自太阳連綿不绝的带电粒子創造了稀薄的大氣圈(称为太阳圈),深入太空中数十億英里。风中的質点密度为5-10 [[質子]]/cm<sup>3</sup>,并且以 350-400km/s的速度在移动<ref name="papagiannis72" />。太阳圈的距离和强度与太阳风活动的程度息息相关<ref>{{cite web | first=Tony | last=Phillips | publisher=NASA | title=Cosmic Rays Hit Space Age High | date=2009-09-29 | url=http://science.nasa.gov/headlines/y2009/29sep_cosmicrays.htm | accessdate=2009-10-20 }}</ref>。自1995年起发现[[系外行星]]的意义为其它的恒星也有能力擁有自己的行星际介質<ref>{{cite conference
| author=Frisch, Priscilla C.; Müller, Hans R.; Zank, Gary P.; Lopate, C. | date=May 6–9, 2002
| author=Frisch, Priscilla C.; Müller, Hans R.; Zank, Gary P.; Lopate, C. | date=May 6–9, 2002
| title=Galactic environment of the Sun and stars: interstellar and interplanetary material
| title=Galactic environment of the Sun and stars: interstellar and interplanetary material
第72行: 第72行:
| first=Michael D. | last=Papagiannis | year=1972
| first=Michael D. | last=Papagiannis | year=1972
| title=Space Physics and Space Astronomy
| title=Space Physics and Space Astronomy
| url=https://archive.org/details/spacephysicsspac00mich | pages=[https://archive.org/details/spacephysicsspac00mich/page/12 12]–149 | publisher=Taylor & Francis
| | pages=12–149 | publisher=Taylor & Francis
| isbn=0677040008 }}</ref>,也有行星生成的磁场,像是木星、土星和地球自身的磁场。它们的形狀都受到太阳风的影響,而类似淚滴的形狀,有著长长的磁尾伸展在行星的后方。這些磁场可以捕獲来自太阳风和其它来源的粒子,創造出如同[[范艾伦带]]的磁性粒子带。沒有磁场的行星,像是火星和水星,但是金星除外,它们的大氣層都逐渐受到太阳风的侵蝕。
| isbn=0677040008 }}</ref>,也有行星生成的磁场,像是木星、土星和地球自身的磁场。它们的形狀都受到太阳风的影響,而类似淚滴的形狀,有著长长的磁尾伸展在行星的后方。這些磁场可以捕獲来自太阳风和其它来源的粒子,創造出如同[[范艾伦带]]的磁性粒子带。沒有磁场的行星,像是火星和水星,但是金星除外,它们的大氣層都逐渐受到太阳风的侵蝕。


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'''星系际空间'''是有物質的空间和[[星系]]之间的空间,星系际空间非常接近完全的[[真空]],但通常仍会有自由的塵埃和碎片。在星系团之间,称为[[空洞 (天文学)|空洞]]的空间,則几乎是完全的[[真空]]。有些理论认为每立方米一顆氫[[原子]]的密度相当于宇宙的平均密度<ref>Davidson, Keay & Smoot, George. Wrinkles in Time. New York: Avon, 2008: 158-163</ref><ref>Silk, Joseph. Big Bang. New York: Freeman, 1977: 299.</ref>。但是,宇宙的密度很顯然是不均勻的;他的密度從在星系内非常高(包括在星系内有著高密度的結构,像是行星、恒星、和[[黑洞]]等)到在广大的空洞内非常低,遠低于宇宙平均值的密度。
'''星系际空间'''是有物質的空间和[[星系]]之间的空间,星系际空间非常接近完全的[[真空]],但通常仍会有自由的塵埃和碎片。在星系团之间,称为[[空洞 (天文学)|空洞]]的空间,則几乎是完全的[[真空]]。有些理论认为每立方米一顆氫[[原子]]的密度相当于宇宙的平均密度<ref>Davidson, Keay & Smoot, George. Wrinkles in Time. New York: Avon, 2008: 158-163</ref><ref>Silk, Joseph. Big Bang. New York: Freeman, 1977: 299.</ref>。但是,宇宙的密度很顯然是不均勻的;他的密度從在星系内非常高(包括在星系内有著高密度的結构,像是行星、恒星、和[[黑洞]]等)到在广大的空洞内非常低,遠低于宇宙平均值的密度。


围繞和延伸在星系之间,有著[[稀薄]]的电漿<ref>{{cite web|url=http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-bib_query?bibcode=1992MNRAS.257..135J|title=The origin of intergalactic magnetic fields due to extragalactic jets|date=July 1992|author=Jafelice, Luiz C. and Opher, Reuven|publisher=Royal Astronomical Society|accessdate=2009-06-19}}</ref>,它们被认为具有[[大尺度纖维狀結构|宇宙纖维狀結构]]<ref>{{cite web|url=http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap020820.html|title=The Universe in Hot Gas|date=2002-08-20|author=James Wadsley et al.|publisher=NASA|accessdate=2009-06-19|archive-date=2009-06-09|archive-url=https://web.archive.org/web/20090609150938/http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap020820.html|dead-url=no}}</ref>,這是比宇宙的平均密度略为密集的区域。這些物質被称为''星系际介質(IGM)'',并且通常是被电离的[[氫]];也就是包還等量的[[电子]]和[[質子]]的电漿。IGM的密度被认为是宇宙平均密度的10至100倍(每立方公尺擁有10至100顆氫原子)。在富[[星系团]]内的密度高达平均密度的1000倍。
围繞和延伸在星系之间,有著[[稀薄]]的电漿<ref>{{cite web|url=http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-bib_query?bibcode=1992MNRAS.257..135J|title=The origin of intergalactic magnetic fields due to extragalactic jets|date=July 1992|author=Jafelice, Luiz C. and Opher, Reuven|publisher=Royal Astronomical Society|accessdate=2009-06-19}}</ref>,它们被认为具有[[大尺度纖维狀結构|宇宙纖维狀結构]]<ref>{{cite web|url=http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap020820.html|title=The Universe in Hot Gas|date=2002-08-20|author=James Wadsley et al.|publisher=NASA|accessdate=2009-06-19}}</ref>,這是比宇宙的平均密度略为密集的区域。這些物質被称为''星系际介質(IGM)'',并且通常是被电离的[[氫]];也就是包還等量的[[电子]]和[[質子]]的电漿。IGM的密度被认为是宇宙平均密度的10至100倍(每立方公尺擁有10至100顆氫原子)。在富[[星系团]]内的密度高达平均密度的1000倍。


星系际介質被认为主要是电离氣体的原因是以地球的标準来看,它的溫度被认为是相当高的(雖然有些地区以天文物理的标準来看只是溫暖)。当氣体由空洞进入星系际介質,它被加热至10<sup>5</sup>[[热力学溫标|K]]到 10<sup>7</sup>K,這是足夠讓氫原子在碰撞時被撞出的电子成为自由电子,像這种溫度的星系际介質被称为溫热星系际介質(WHIM)。电脑的模擬顯示,在宇宙中约有一半的原子物質可能存在于這种溫热、稀薄的狀態。当氣体從溫热星系际介質的纖维狀結构进入星系团的宇宙斯狀結构的界面時,它的溫度会升得更高,溫度可以达到10<sup>8</sup>K或更高。
星系际介質被认为主要是电离氣体的原因是以地球的标準来看,它的溫度被认为是相当高的(雖然有些地区以天文物理的标準来看只是溫暖)。当氣体由空洞进入星系际介質,它被加热至10<sup>5</sup>[[热力学溫标|K]]到 10<sup>7</sup>K,這是足夠讓氫原子在碰撞時被撞出的电子成为自由电子,像這种溫度的星系际介質被称为溫热星系际介質(WHIM)。电脑的模擬顯示,在宇宙中约有一半的原子物質可能存在于這种溫热、稀薄的狀態。当氣体從溫热星系际介質的纖维狀結构进入星系团的宇宙斯狀結构的界面時,它的溫度会升得更高,溫度可以达到10<sup>8</sup>K或更高。