天文学家如何计算太阳系的大小

太阳系的大小由太阳影响超过银河系中其他邻近恒星的空间体积决定。这种影响源自两种基本自然力：引力和磁力。

我们先来讨论一下重力。太阳系中的每个物体都会受到太阳的引力;距离太阳越远，引力越弱。但是，假设太阳的引力在你所处的位置仍然比来自其他恒星的引力强，那么你在太空中的运动将受到加速度的影响，将你拉向太阳。

此时，引入一个更方便的距离测量单位很有用：天文单位(AU)。1AU的距离是太阳和地球之间的距离，约为1.5亿公里。所有已知的行星、小行星以及几乎所有已知的彗星都受到太阳的引力束缚并围绕太阳运行。距离较远的物体受到的引力较弱，需要更长的时间才能完成轨道运行。

地球绕太阳公转一圈需要一年，距离太阳1个天文单位。木星绕太阳公转一圈需要将近12年，而遥远的冥王星(距离太阳约40个天文单位)则需要248年——事实上，冥王星自1930年被发现以来，绕太阳公转一圈还不到一圈。然而，冥王星还远未到达太阳系的边缘，还有许多更遥远的行星。

距离太阳最远的引力物体是非周期彗星。非周期彗星或长周期彗星需要数千年才能完成一次太阳轨道运行。在有记载的历史中，它们都只穿过太阳系内部一次。

据信这些彗星来自奥尔特云;这是一个由数十亿颗小冰星组成的球形云。它们漂移在太阳系寒冷的最外层，距离最远可达200,000天文单位(约3光年)。

在如此遥远的距离上，奥尔特云天体可能需要数百万年才能绕太阳公转一次。距离太阳更远的天体可能会受到其他恒星更强的引力，并开始加速向这些恒星靠近。

奥尔特云中的天体距离我们太远，即使是我们最强大的望远镜也无法在原地看到它们。我们唯一能看到它们的时候是当它们以彗星的形式坠落到太阳系内部时。

我们听说过引力，但另一种力呢：磁力?除了强大的引力场，太阳还拥有非常强的磁场，它形成了一个称为日光层的空间，所有行星和太阳的延伸大气层都位于其中，称为太阳风。太阳风是太阳向行星际空间持续超音速喷出的等离子体。

太阳风具有高度动态性，当它与地球等行星的大气层相互作用时，可以产生色彩斑斓的极光，就像我们最近看到的一样。太阳风从太阳向外流动，经过所有已知的行星，最后在到达日球层顶时减速并变成亚音速(低于音速)。

太阳风层顶的距离比奥尔特云距离太阳近得多。尽管如此，它仍然是巨大的。美国宇航局的“旅行者1号”航天器于1977年发射，2012年穿越了距离太阳风层顶121个天文单位的太阳风层顶，成为第一个到达星际空间的人造物体。

然而，如果我们的进化祖先在几百万年前就发射了旅行者一号，那么前往日球层顶的旅程可能就不会花这么长时间了。恒星之间的空间并不是空无一物的，而是充满了稀薄的气体和尘埃云，被称为星际介质。有时，恒星绕银河系中心的轨道可能会带它穿过物质异常密集的区域。

在最近的一项研究中，科学家已经证明，大约200万至300万年前，太阳系穿过一个相对密集的冷星际气体云，该气体云可能将日光层压缩到只有0.2个天文单位的大小，完全位于水星轨道内——水星是距离太阳最近的行星，也可以说是距离地球最近的行星。这将直接将所有行星暴露在星际空间环境中。

对地球的潜在影响包括到达地球的宇宙射线大幅增加、没有极光(因为太阳风无法到达地球)以及气候变得更加多变，甚至可能影响我们物种的进化。