你不曾见过的太阳系边界，边界之外，别有洞天

　　太阳系边界是什么样子的呢？比你想象的还要奇特。

　　我们的太阳系

　　地球是从太阳系边界数起的第六个行星，意味着我们离这个寒冷荒凉的边界并不近，多年来人类发射了许多空间探测器，那么我们是否对太阳系边界是什么样子有所了解呢？

　　答案是肯定的，但这项工作仍在进行中。一项用了13年时间创造的最新技术，即太阳系边界三维地图，揭露了这一神秘边界的更多秘密，我们把这一边界叫做日球层边界。

　　丹·里森费尔德（Dan Reisenfeld）是新墨西哥州洛斯·阿拉莫斯（Los Alamos）国家实验室的空间科学研究者和三维地图研究团队的核负责人，他表示，日球层边界是指因渗透至太阳系外真空空间的星际辐射而“发生偏转或被遮盖”的太阳风（即太阳发出的带电粒子流）区域。换言之，太阳风和星际粒子在太阳系遥远的外围相遇并形成边界。

　　当美国宇航局在1977发射的太空探测器旅行者1号于2012年进入星际空间，人类首次见到了太阳系的外边缘。旅行者2号也不甘落后，在2018年做到了同样的事情。位于加州理工学院的美国宇航局喷气推进实验室称，带着科学仪器和巴赫（Bach）、路易斯·阿姆斯特朗（Louis Armstrong）、座头鲸（humpback whale）的珍贵音乐，当驶离太阳系时，旅行者1号、2号报告了太阳粒子的急剧减少和银河系辐射的大量增加。

　　最新的三维地图揭示了更多有关日球层的内容。里森费尔德称，太阳系内层（太阳和它的行星所在的地方）是一个大致的球形并且被认为在各个方向延伸大约90个天文单位（一个天文单位指地球和太阳间的平均距离，约0.93亿英里，或1.5亿公里）。太阳系外层则没有这么对称，在一个方向（在这里永不间断的太阳光在宇宙辐射面前继续前进），日球层边界延伸大约110个天文单位，但在相反的方向，则延伸超过350个天文单位。

　　日球层，旅行者1号，旅行者2号

　　太阳在银河系的移动导致了日球层边界的不对称，它与银河系辐射产生摩擦并在经过的地方留下了空间。“有很多等离子体（带电粒子）存在于星际空间，球形的日球层内部会对流经的等离子体产生阻碍”，里森费尔德告诉我们，“这与水流过岩石有着相同的影响”，一股水流冲过岩石，后面则是一片平静。

　　美国宇航局表示，星际边界探测器是发射于2008年，“只有公交车轮胎那么大”，三维地图的测量数据由它所采集。“IBEX听起来像一只动物”，里森费尔德说，它会让人想起因能够克服重力爬上阿尔卑斯山悬崖而闻名的羱羊。但星际边界探测器真正相似的动物是蝙蝠。

　　很多蝙蝠会猎食蚊子等昆虫，他们通过发射声波和收到回波的时间差得出与猎物的距离。同样的，星际边界探测器探测从太阳系边界反弹回来的太阳风粒子，使得里森费尔德和他的同事通过太阳风粒子这次旅程耗费的时间算出与其太阳系边界的距离。“太阳会发出粒子脉冲，然后我们需要等待从日球层边界反射回来的脉冲，通过时间差计算日球层边界的位置”，里森费尔德（Reisenfeld）解释道。

　　当太阳沿着银河系外缘环行时，太阳风将宇宙辐射收拢，形成防护的气泡圈。“这对我们有利，因为辐射会对空间探测器产生伤害并对宇航员健康产生危害”，里森费尔德说。

　　然而，边界不会长期保持这一形态。里森费尔德特别指出，太阳风的强度和太阳黑子的数量有一定相关性。太阳黑子是由于太阳内部强烈的电磁干扰而暂时出现在太阳表面的黑斑。从1645年到1715年，地球迎来了科学家所说的“蒙德极小期”，太阳黑子数量极少，因此太阳风也十分微弱。

　　“太阳黑子活动消失了近一个世纪，如果它重新出现，日球层的形状也会显著变化”，里森费尔德说，“我们确实看到了太阳系活动的变化，在任何时间，另一个“蒙德极小期”都可能出现。日球层防护罩受到的影响会随着时间而改变并不是一个不会发生的担心”。

　　为了了解更多有关日球层的信息，美国宇航局计划在2025年发射新的探测器，称作星际测绘与加速探测器（IMAP）。如果一切按计划，星际测绘与加速探测器（IMAP）将会进一步揭露在太阳系边界，太阳风和宇宙辐射相互作用的更多细节。

　　BY: Randyn Bartholomew

　　FY: 北冥之星

　　如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除

　　转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处

　　举报/反馈