科學家們首次繪制出了日球層邊界的三維地圖，從而更好地了解太陽風和星際風是如何相互作用的。

日球層頂（heliopause），即日球層(棕色)和星際空間(深藍色)之間的邊界。多年來，物理模型一直在理論化這一邊界。

近日發(fā)表在《天體物理學雜志》(Astrophysical Journal)上的論文中，來自洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家、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量它，并繪制它的三維地圖。”

日球層是由太陽風產生的氣泡（太陽風的影響范圍），太陽風主要由質子、電子和阿爾法粒子組成，從太陽延伸到星際空間，保護地球免受有害的星際輻射。

Reisenfeld和一個由其他科學家組成的團隊使用了來自美國宇航局繞地星際邊界探測衛(wèi)星(IBEX)的數(shù)據(jù)，該衛(wèi)星長期以來負責探測來自日鞘(heliosheath，太陽系和星際空間之間的邊界層)的粒子。這個團隊能夠繪制出這個區(qū)域的邊緣——一個被稱為日球層頂?shù)膮^(qū)域。在這個區(qū)域，向外推向星際空間的太陽風，會與向內推向太陽的星際風發(fā)生碰撞。

為了進行測量，他們使用了一種類似于蝙蝠使用聲納的技術，利用向各個方向發(fā)出的太陽風來創(chuàng)建日球層的地圖。

他們通過IBEX衛(wèi)星對高能中性原子(ENAs)的測量實現(xiàn)了這一目標，這種中性原子是由太陽風粒子和星際風粒子之間的碰撞產生的。信號的強度取決于擊打日鞘的太陽風的強度。當波浪碰到鞘層時，ENA計數(shù)就會上升，IBEX就能檢測到。

“太陽發(fā)出的太陽風‘信號’的強度各不相同，形成了獨特的模式，”Reisenfeld解釋說。“IBEX將在2-6年后的太陽輻射返回信號中看到同樣的模式，這取決于太陽輻射的能量和IBEX透過日層觀測的方向。這個時間差就是我們在特定方向上找到ena源區(qū)域距離的方法。”

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

“通過這種方法，我們能夠看到日球層的邊界，就像蝙蝠用聲納‘看到’洞穴的墻壁一樣。”Reisenfeld補充稱。

Reisenfeld的地圖顯示，在面向星際風的方向，太陽到日球層頂?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，這是探測技術的距離限制。

日球層頂?shù)奈镔|行為與太陽風、星際介質等的作用密切相關，這一結果也對太陽系環(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”。