我们太阳系中的每颗行星,包括我们自己的行星,都被封闭在一个太阳风气泡,以超音速从太阳发出。
构成这种风的粒子会产生看不见的磁场,保护我们免受星际空间其他部分的影响。 几十年来,天文学家一直在分析这个被称为“辐射和磁力系统”的系统。日光层,绘制它的边界,努力弄清楚它是什么样子。
来自几所不同大学的专家合作的新模型现在表明,这是我们几乎所有理论的奇怪融合。
多年来,科学家们想法日光层看起来更像一颗彗星或风向袋,一端有一个圆鼻子,另一端有拖尾。
这是教科书和文章中通常描述的形状,但近年来,还有其他两种形状似乎更有可能。
(美国宇航局)
2015年,航海家一号航天器的数据显示,日光层有两条尾巴,使日光层看起来更像一个奇怪的羊角面包。 两年后,卡西尼号任务的数据表明,我们应该完全取消整个尾巴,使其更像一个巨大的沙滩球。
“你不会轻易接受这种改变,”汤姆·克里米吉斯说,他领导了卡西尼号和航行者号的实验。
“55 年来,从事这一领域工作的整个科学界一直假设日光层有彗尾。”
现在,我们可能不得不再次重新调整我们的假设,因为如果新模型是正确的,日光层的形状很可能既像瘪了的沙滩球,又像球状的羊角面包,这仅仅取决于你定义边界的位置和方式。
人们认为日光层的长度是冥王星的两倍多,太阳风不断地推动星际物质,保护我们免受带电粒子的伤害,否则带电粒子可能会撕裂我们的太阳系。
但弄清楚这个边界在哪里就像试图弄清楚哪种灰色阴影应该区分黑色和白色。
天文学家利用目前正在冥王星以外探索的新视野号宇宙飞船的数据,找到了一种方法来区分两者。
新模型没有假设带电粒子都是相同的,而是将它们分为两组:来自太阳风的带电粒子和太阳系中漂移的中性粒子。
与星际空间中的带电粒子不同,这些中性“拾取离子”可以在电子被击落之前轻松穿过日光层。
通过将这些拾取离子的温度、密度和速度与太阳波进行比较,研究小组找到了一种定义日光层形状的方法。
“由于与日鞘中星际介质的中性氢原子进行电荷交换,[拾取离子]的消耗使日光层冷却,使其‘收缩’,导致日鞘变窄,形状更小、更圆,从而确认了形状卡西尼号观测表明,”作者写。
换句话说,根据您选择的“灰色阴影”来定义边界,日光层可以看起来像一个瘪了的球体或一个新月。
“如果我们想了解我们的环境,我们最好了解整个日光层,”说哈佛大学天文学家阿维·勒布。
但我们仍然需要更多的数据。 虽然我们慢慢开始协调我们的模型,但它们仍然受到我们对日光层本身知之甚少的限制。
除了两艘航行者号宇宙飞船四十多年前推出以来,还没有其他车辆超越过它的边界。 即使是通过这条线的两艘飞船也没有测量外围拾取离子的工具。
因此,一些天文学家呼吁美国宇航局在未来十年内发射探测器来调查并开始探索包含我们的太阳气泡。
“通过星际探测器,我们希望至少能解开航行者号开始揭开的无数谜团中的一部分,”说波士顿大学天文学家梅拉夫·奥弗 (Merav Opher)。
该研究发表于自然天文学。