北京時間 8 月 12 日消息，從太陽系邊緣往里數(shù)，我們的地球是第六顆行星，這意味著我們離這個寒冷而荒蕪的邊緣一點也不近。不過，這些年，我們?nèi)祟愐呀?jīng)發(fā)射了各種航天器。那么，我們知道太陽系的邊緣是什么樣了嗎？
確實，我們知道太陽系邊緣的樣子，不過這仍是一項正在進行中的工作。最新的進展之一，是一幅耗時 13 年的太陽系邊緣 3D 地圖。這幅地圖，揭示了這個神秘邊緣 —— 太陽圈外層 —— 的更多秘密。
外太陽圈標志著太陽風(fēng)（或太陽釋放出的帶電粒子流）在滲透到太陽系以外的宇宙空間的星際輻射作用下，“偏轉(zhuǎn)和變形”的區(qū)域。換句話說，太陽風(fēng)和星際粒子在太陽系的遙遠邊緣相遇并形成邊界。
我們?nèi)祟愒?2012 年首次瞥見太陽系的外緣。2012 年，NASA 在 1977 年發(fā)射的航天器旅行者 1 號離開太陽系，進入星際空間。旅行者 2 號緊隨其后，在 2018 年重復(fù)了旅行者 1 號的壯舉。旅行者 1 號和 2 號航天器上除了滿載巴赫、路易斯?阿姆斯特朗和座頭鯨歌曲等黃金唱片之外，還配備了科學(xué)儀器。根據(jù) NASA 噴氣推進實驗室的說法，在兩架航天器飛離太陽系的時候，旅行者 1 號和 2 號都反饋了太陽粒子的突然減少和銀河輻射的大幅增加。
新的 3D 地圖揭示了更多關(guān)于太陽圈的信息。太陽圈內(nèi)層，即太陽和行星所在的位置，大致是一個球形，向各個方向延伸約 90 個天文單位的距離。（一個天文單位相當(dāng)于地球到太陽的平均距離，大約是 9300 萬英里或 1.5 億公里。）太陽圈外層的對稱性要差許多。在太陽前進的方向上，外太陽圈延伸的距離約為 110 個天文單位，但在相反的方向，延伸的距離要長許多，至少有 350 個天文單位。
▲ 外太陽圈標志著太陽風(fēng)在星際輻射作用下“偏轉(zhuǎn)和變形”的區(qū)域
這種不對稱性源自太陽在銀河系中的運動。太陽向前運動時，會與前方的銀河輻射發(fā)生摩擦，并在經(jīng)過的路徑上清理出一片空間。星際介質(zhì)中有很多等離子體（帶電粒子），太陽圈內(nèi)層非常圓，是等離子體流的一個障礙。等離子體流流經(jīng)太陽圈內(nèi)層的效果，就好比小溪中水流繞過巖石一樣，水流沖向前方的石塊，在后方留下一片受到保護的平靜。
3D 地圖的測量數(shù)據(jù)來自星際邊界探測器（IBEX）收集的數(shù)據(jù)。根據(jù) NASA 的說法，星際邊界探測器發(fā)射于 2008 年，“大小與一輛公共汽車的輪胎差不多”。星際邊界探測器的英文縮寫“ibex”，在英語中指的是羱羊，一種似乎不受重力約束而非常擅長登山的山羊。但事實上，星際邊界探測器效仿的動物是蝙蝠。
大多數(shù)蝙蝠通過發(fā)出聲脈沖并利用回聲的時間延遲，來計算出獵物的距離，進而捕殺蚊子等昆蟲。同樣地，星際邊界探測器可以檢測從太陽系邊緣反彈回來的太陽風(fēng)粒子，從而允許天文學(xué)家用測量粒子往返所需的事件來確定其中的距離。
當(dāng)太陽環(huán)繞銀河系外緣運動時，太陽風(fēng)可以阻擋宇宙輻射，形成一個保護圈。這對我們無疑是有好處的，因為輻射會損壞航天器，并危害宇航員的健康。
但是，從長遠來看，太陽系的邊緣可能不會一直保持這種狀態(tài)。太陽風(fēng)的強度和太陽黑子的數(shù)量之間存在相關(guān)性。太陽黑子是太陽表面臨時出現(xiàn)的比周圍區(qū)域相對更暗的斑點，由太陽內(nèi)部強烈的磁場干擾所形成。在 1645 年到 1715 年之間，太陽黑子欠缺，因此太陽風(fēng)可能也十分微弱。這段時期，也被稱為蒙德極小期。
太陽黑子消失了近乎一個世紀。如果發(fā)生這種情況，太陽圈的形狀可能也會顯著改變。我們確實觀測到太陽活動的變化，并且另一個蒙德極小期隨時都可能發(fā)生。擔(dān)心太陽圈的保護作用可能會隨著時間的流逝而改變，這并非杞人憂天。
為了更好地了解太陽圈，NASA 計劃在 2025 年啟動一項新的任務(wù)，叫做“星際測繪和加速探測器”（IMAP）。如果一切進展順利，星際測繪和加速探測器將向我們揭示更多關(guān)于在太陽系邊緣太陽風(fēng)與宇宙輻射之間相互作用的細節(jié)。
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