科学家首次为日球层边界绘制“肖像画”

据物理学家组织网14日报道，科学家首次绘制出太阳日球层边界的图像，有助我们更好地了解太阳和星际风之间的相互作用。

最新论文主要作者、洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家丹·雷森菲尔德说：“多年前，科学家就已经为这一边界建模，但这是我们第一次真正测量它，并制作出它的三维图像。”

日球层是太阳风形成的气泡，主要由质子、电子和α粒子组成，从太阳延伸到星际空间，保护地球免受有害星际辐射的侵袭，向星际空间推进的太阳风与向太阳推进的星际风发生碰撞，形成了日球层顶。

在最新研究中，雷森菲尔德等人使用美国国家航空航天局的“地球轨道星际边界探测器”（IBEX）卫星在2009年至2019年整个太阳周期收集到的数据，首次为日球层顶画出了“肖像画”。

IBEX卫星会探测太阳风粒子和星际风粒子碰撞产生的高能中性原子（ENAs），ENAs发出的信号的强度取决于和星际风撞击的太阳风的强度。太阳风的强度越强，ENA的数量越多。

为进行这种测量，研究人员使用了一种类似蝙蝠使用的声呐技术。他们解释称：“就像蝙蝠向各个方向发射声呐脉冲，并利用返回信号在脑海中绘制出周围环境的地图一样，我们利用太阳发出的向各个方向传播的太阳风，绘制出了日球层的三维地图，如此一来，我们就能够看到日球层的边界，就像蝙蝠使用声呐‘看到’洞穴的墙壁一样。”

雷森菲尔德解释说：“太阳发出的太阳风的‘信号’强度不同，形成一种独特的模式。两到六年后，IBEX将在返回的ENAs信号中看到同样的模式。之所以需要这么长时间，是因为距离太远。在面对星际风的方向上，从太阳到日球层顶的最小距离约为120AU（1AU指地球与太阳之间的距离，约为1.5亿公里），而在相反的方向上，其距离为350 AU，作为参考，海王星的轨道直径约为60AU。”