科學(xué)家們首次繪制出了日球?qū)舆吔绲娜S地圖，從而更好地了解太陽(yáng)風(fēng)和星際風(fēng)是如何相互作用的。

日球?qū)禹敚╤eliopause），即日球?qū)?棕色)和星際空間(深藍(lán)色)之間的邊界。多年來(lái)，物理模型一直在理論化這一邊界。

近日發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》(Astrophysical Journal)上的論文中，來(lái)自洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家、第一作者丹·瑞森菲爾德(Dan Reisenfeld)表示：“這是我們第一次真正能夠測(cè)量它，并繪制它的三維地圖。”

日球?qū)邮怯商?yáng)風(fēng)產(chǎn)生的氣泡（太陽(yáng)風(fēng)的影響范圍），太陽(yáng)風(fēng)主要由質(zhì)子、電子和阿爾法粒子組成，從太陽(yáng)延伸到星際空間，保護(hù)地球免受有害的星際輻射。

Reisenfeld和一個(gè)由其他科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)使用了來(lái)自美國(guó)宇航局繞地星際邊界探測(cè)衛(wèi)星(IBEX)的數(shù)據(jù)，該衛(wèi)星長(zhǎng)期以來(lái)負(fù)責(zé)探測(cè)來(lái)自日鞘(heliosheath，太陽(yáng)系和星際空間之間的邊界層)的粒子。這個(gè)團(tuán)隊(duì)能夠繪制出這個(gè)區(qū)域的邊緣——一個(gè)被稱為日球?qū)禹數(shù)膮^(qū)域。在這個(gè)區(qū)域，向外推向星際空間的太陽(yáng)風(fēng)，會(huì)與向內(nèi)推向太陽(yáng)的星際風(fēng)發(fā)生碰撞。

為了進(jìn)行測(cè)量，他們使用了一種類似于蝙蝠使用聲納的技術(shù)，利用向各個(gè)方向發(fā)出的太陽(yáng)風(fēng)來(lái)創(chuàng)建日球?qū)拥牡貓D。

他們通過(guò)IBEX衛(wèi)星對(duì)高能中性原子(ENAs)的測(cè)量實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)，這種中性原子是由太陽(yáng)風(fēng)粒子和星際風(fēng)粒子之間的碰撞產(chǎn)生的。信號(hào)的強(qiáng)度取決于擊打日鞘的太陽(yáng)風(fēng)的強(qiáng)度。當(dāng)波浪碰到鞘層時(shí)，ENA計(jì)數(shù)就會(huì)上升，IBEX就能檢測(cè)到。

“太陽(yáng)發(fā)出的太陽(yáng)風(fēng)‘信號(hào)’的強(qiáng)度各不相同，形成了獨(dú)特的模式，”Reisenfeld解釋說(shuō)。“IBEX將在2-6年后的太陽(yáng)輻射返回信號(hào)中看到同樣的模式，這取決于太陽(yáng)輻射的能量和IBEX透過(guò)日層觀測(cè)的方向。這個(gè)時(shí)間差就是我們?cè)谔囟ǚ较蛏险业絜na源區(qū)域距離的方法。”

然后，他們利用2009年至2019年整個(gè)太陽(yáng)周期收集的數(shù)據(jù)，用這種方法構(gòu)建了三維地圖。

“通過(guò)這種方法，我們能夠看到日球?qū)拥倪吔?，就像蝙蝠用聲納‘看到’洞穴的墻壁一樣。”Reisenfeld補(bǔ)充稱。

Reisenfeld的地圖顯示，在面向星際風(fēng)的方向，太陽(yáng)到日球?qū)禹數(shù)木嚯x最小，大約是120 AU（天文單位，1AU約為1.5億千米）；而在相反的方向上，它至少延伸350 AU，這是探測(cè)技術(shù)的距離限制。

日球?qū)禹數(shù)奈镔|(zhì)行為與太陽(yáng)風(fēng)、星際介質(zhì)等的作用密切相關(guān)，這一結(jié)果也對(duì)太陽(yáng)系環(huán)境研究具有重要意義。該研究于6月10日發(fā)表，題為“A Three-dimensional Map of the Heliosphere from IBEX”。