我们现在有了太阳系边界之一的三维地图。
天文学家第一次能够确定日光层的形状，日光层的边界标志着我们恒星太阳风影响的结束。 这一发现可以帮助我们更好地了解太阳系的环境，以及它如何与星际空间相互作用。
“多年来，物理模型已经理论化了这个边界，”天文学家丹·赖森菲尔德说洛斯阿拉莫斯国家实验室。 “但这是我们第一次真正能够测量它并制作它的三维地图。”
事实上，我们曾经遇到过日光层的边缘，这个边界被称为日光层顶。 40 多年前发射的两个航行者号探测器都曾遇到过它，并且穿越到星际空间。
日球层顶是一个迷人的地方。 太阳不断地将带电粒子流（电离等离子体的超音速风）吹入太空。 最终，太阳风随着距离的增加而失去强度，从而不再足以抵抗星际空间的压力。 这种情况发生的时间点就是日球层顶。
星际空间中的物质并不多，但原子密度较低，而且恒星之间有宇宙风吹过，这已经足够了。
两者之间的边界形状一直存在争议。 是圆形的气泡吗？ 一个彗星形状的结构，当它绕银河系移动时，尾巴在太阳系后面流动？ 或者更像是一个奇怪的牛角面包？
我们不能只是匆匆走过去进行调查——航海家一号和航海家二号在遇到日球层顶时分别距离太阳 121 个和 119 个天文单位，并且花了几十年才到达那里。
但这并不意味着我们不能看一看。 赖森菲尔德和他的团队使用了来自美国宇航局地球轨道星际边界探测器（IBEX）卫星的数据，该卫星是一个观测站，用于测量从日鞘（日光层最外层区域）抛出的粒子。
其中一些粒子被科学家称为高能中性原子（ENA）。 这些是由太阳风粒子与星际风粒子碰撞产生的，它们信号的强度取决于碰撞时太阳风的强度——就像地球上的风一样，太阳风不会并不总是以相同的强度吹。
解码该信号以绘制日球层顶的地图有点类似于蝙蝠使用声纳绘制其物理环境的方式。 信号的强度以及发送和接收之间的时间间隔可以揭示障碍物的形状和距离。
“太阳发出的太阳风‘信号’强度各不相同，形成了独特的模式，”赖森菲尔德解释说。
“两到六年后，IBEX 将在返回的 ENA 信号中看到相同的模式，具体取决于 ENA 能量和 IBEX 穿过日光层的方向。这个时间差就是我们如何在特定的方向。”
该团队使用了 2009 年至 2019 年整个太阳周期的数据。由此生成的地图仍然有点近似，但它已经揭示了有关日球层顶的有趣事情。
（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
例如，我们现在知道它的形状（上面的动画）毕竟看起来有点像彗星，尾巴至少有 350 个天文单位长（这是 IBEX 目前到达的极限），尽管长度尾巴的形状是无法测量的。 它可能又短又粗。 另一方面，到日球层顶“鼻子”的最小径向距离似乎约为 110 至 120 个天文单位，与航行者号穿越一致。
在高纬度地区，日球层顶延伸至 150 至 175 个天文单位。 这表明形状更像子弹，与怪异的牛角面包模型完全不符。
IBEX 任务仍在继续，并将至少持续到 2025 年。星际测绘和加速探测器预计将于 2025 年开始，接续 IBEX 的工作。
研究小组希望这两项任务能够提供更多数据来帮助完善日球层顶的形状。
该研究发表于天体物理学杂志增刊系列。
