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(xué)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(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量它，并繪制它的三維地圖。”

日球?qū)邮怯商栵L(fēng)產(chǎn)生的氣泡（太陽風(fēng)的影響范圍），太陽風(fēng)主要由質(zhì)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(xué)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(fù)責(zé)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?qū)禹數(shù)膮^(qū)域。在這個區(qū)域，向外推向星際空間的太陽風(fēng)，會與向內(nèi)推向太陽的星際風(fēng)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(shù)，利用向各個方向發(fā)出的太陽風(fēng)來創(chuàng)建日球?qū)拥牡貓D。

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(biāo)，這種中性原子是由太陽風(fēng)粒子和星際風(fēng)粒子之間的碰撞產(chǎn)生的。信號的強度取決于擊打日鞘的太陽風(fēng)的強度。當(dāng)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(fēng)‘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(gòu)建了三維地圖。

“通過這種方法，我們能夠看到日球?qū)拥倪吔纾拖耱鹩寐暭{‘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(fēng)的方向，太陽到日球?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，這是探測技術(shù)的距離限制。

日球?qū)禹數(shù)奈镔|(zhì)行為與太陽風(fēng)、星際介質(zhì)等的作用密切相關(guān)，這一結(jié)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”。