行星际物质

行星际物质是填充在太阳系的物质，太阳系内较大的天体，如行星，小行星和彗星都运行在其间。

太阳圈电流片：太阳系内最大的结构，是太阳的自转影响到太阳磁场内的行星际物质（太阳风），带动电浆运动的结果。[1]（点击看放大图）

构成和物理特性

行星际物质包括行星际的尘埃，宇宙射线和来自太阳风的热电浆。行星际物质的温度大约是100,000 K,但密度非常低，在地球附近的空间，每立方公分只有5个粒子。密度是随著与太阳距离的增加，以平方反比的速率在降低。密度的变化也受到磁场和日冕喷发的影响，密度可以上升到100个/cm³。由于行星际物质是电浆，他具有的电浆特性远多于单纯的气体。例如，他携带著太阳的磁场，有高的电传导性（结果是形成太阳圈电流片），形成电浆双层（英语：Double layer (plasma physics)），侵入行星空间并与磁气圈结合，或是在太阳风冲激层上显示出丝状，好比极光。

行星际物质中的电浆对太阳磁场的反应是非常强的，在地球轨道附近比原先预期的强了100倍以上。如果太空中是真空的，以太阳10^-4特斯拉的磁场强度，到达地球附近时应该只有10^-11特斯拉，但是人造卫星观察到的值却是10^-9特斯拉。磁动力学的理论预测流体（也就是行星际物质）在磁场中的运动能诱导电流，而电流反过来又引发磁场，无论怎么看，这就像一部电磁发电机的状态。

行星际物质的范围

太阳系的边陲是太阳风和星际物质交会的场所，边界就是所谓的太阳风冲激层，目前认为这个位置距离太阳110至160天文单位。行星际物质就充满在这个大略是球形的太阳圈内。

与行星的交互作用

然而，行星际物质与行星的交互作用完全取决于行星是否有磁场存在。对没有磁场的月球，太阳风就会直接撞击到表面上。经历了数百万年，月球的土壤就成为太阳风粒子的收集器，所以研究月球表面的岩石对了解太阳风的变化是很有帮助的。来自太阳风的高能粒子撞击到月球表面，释放出的能量相当于软X射线的波长。有磁场的行星，例如我们的地球和木星，被磁气层包围著，但这些磁场都被太阳所主宰，被太阳风的磁场压迫而陷缩或是造成混乱，来自太阳风的物质会渗透进入行星的磁气圈，形成极光和聚集成由离子组成的范艾伦带。

行星际物质的观测现象

在地球上可以观察到一些行星际物质造成的现象，黄道光是沿著黄道面伸展开来，散布得很广但很微弱的光，可以在某些季节的日出前或日落后看到。这是被散布在地球与太阳之间的行星际物质中的尘埃颗粒散射的阳光。

另一个相似的现象是对日照，出现在夜晚背向太阳位置的天空上，他比黄道光还要暗弱许多，是在地球轨道外的尘埃粒子反射阳光造成的。

历史

"行星际"这个名词是科学家罗伯特·波义耳在1691年最早使用的：

• "The air is different from the æther (or vacuum) in the... interplanetary spaces" Boyle Hist. Air.

这种见解一值延续到1950年代，认为空间是被真空的物质以太填满的。

在1898年，美国天文学家查尔斯·奥古斯塔斯·杨（英语：Charles Augustus Young）写到：

• "行星际空间是真空的，比任何人为能制造的真空更为空泛…"（The Elements of Astronomy, Charles Augustus Young, 1898）

挪威的探险与物理学家克里斯蒂安·伯克兰可能是最早预言空间中不仅有电浆，还有暗物质。在1913年，他写道：

• "以我们的看法，在空间中到处充满了飞行中的电子和各种不同的带电离子，是无庸置疑的必然结果。因为我们曾经假设恒星在演变中不断的将带电的微粒抛掷到太空内，所以在宇宙中发现更多更大量的物质，也是合情合理的。不仅是太阳系或是星云，即使是"完全空的"太空。（参见"磁极现象和地球的实验"，出自挪威的极光1902-1903远征北极的第720页

同时Akasofu详细的纪录如下："看来行星际空间的真空是被太阳辐射出来的微粒子流迅速的改变著，路德维希·比尔曼 (1951, 1953）根据彗尾认为是太阳持续不断的由以超音速向四周释放的。"（Syun-Ichi Akasofu, 探索极光的秘密, 2002）

参考资料

• Bill Arnett's Nine Planets page about the interplanetary medium （页面存档备份，存于互联网档案馆）