2024-01-31 16:00:23 | 来源: 互联网整理
不过，科学家对于太阳系边界的定义还有另外一个规则，那就是日光层和日光层的边界。 描述这个边界是非常困难的。
我们知道，太阳在发出光和热的同时，也向宇宙释放大量高能粒子。 这就是所谓的太阳风。 太阳风的功率与距离成反比。 如果距离太阳太远，就会成为力的终结。
在太阳系以外的宇宙空间中，也存在着大量来自宇宙的辐射。 在距太阳一定距离处，太阳风和宇宙辐射会达到平衡。 这就是日球层顶，它的内部是太阳系的日光层，外面的空间称为星际空间。
迄今为止，已有两个人类探测器突破了日球层顶，即美国宇航局的航海者一号和航海者二号探测器。 他们花了几十年的时间才正式确认他们已经进入星际空间，当时他们分别距太阳121和119个天文单位。
如果以日球顶作为太阳系的边界，那么太阳系的形状就很难确定。 毕竟只有这两个探测器测量出了这个边界上的两个点的位置，而整个边界又是如此之大，仅仅依靠这两点是无法确定形状的。
按照正常思维，太阳风在各个方向上也是一样的。 如果是这样的话，那么太阳系的形状应该仍然是球形的。 而且，根据两个航行者号探测器的研究结果，日球层顶的半径约为120个天文单位（约180亿公里），厚度约为0.5个天文单位。
不是这种情况。 银河系中到处都有宇宙辐射，我们的太阳系就像穿越一个充满辐射的海洋。 如果是这样的话，那么太阳系的前部在宇宙辐射的压力下就会被压扁，而后部在没有压力的情况下就会被拉长。 因此，整个太阳系就像鱼雷在海中行进留下的痕迹，或者像彗星。 形状相同。 迄今为止我们看到的大多数日光层形状的图片基本上都是基于这个理论。
这个理论听起来相当靠谱，但还是有人提出质疑。 波士顿大学天文学教授梅拉夫·奥弗(Merav Opher)利用美国宇航局星际边界探测器(IBEX)获得的数据进行观测后得到了不同的结果。 IBEX是一颗可以从地球轨道观测日光层的天文卫星。 Opher利用IBEX数据分析，发现太阳系的日光层大致呈牛角面包的形状，如下——
那么，哪种形状才是真正的形状呢？
近日，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的天文学家丹·赖森菲尔德利用IBEX卫星的数据对日光层的形状进行了新的分析，绘制了新的太阳系三维图。
IBEX 卫星可以探测称为高能中性原子的粒子，这可以帮助科学家了解太阳风。 所谓的高能中性原子是由太阳风中的粒子与宇宙辐射中的粒子碰撞产生的。 太阳辐射的强度不同，因此太阳风的能量也会波动，从而影响高能中性原子的信号强度。
研究人员指出，信号的强度以及传输和接收之间的时间差可以帮助我们绘制障碍物的形状和距离。 一旦我们分析了信号，我们就可以绘制日光层的三维形状。 从某种意义上说，这类似于蝙蝠利用超声波来探测前方地形的方式。
赖森菲尔德描述道：“太阳风发出的‘信号’强度发生变化，最终形成特殊的形状。根据高能中性原子的能量以及IBEX观测日光层的方向，经过2-6年，时间，IBEX可以从返回的高能中性原子信号中看到这个形状。而这个时间差代表了我们在观测方向上与高能中性原子源的距离。”
研究团队编制了整个太阳周期的IBEX数据，即从2009年开始到2019年结束的第24个太阳活动周期，以确保观测的完整性和可靠性。 虽然这个结果不能说完全准确，但至少大致描述了日光层的形状。
（图片说明：本研究绘制的太阳系三维形状）
从这次绘制的图像来看，日光层确实有点类似于彗星的形状，即太阳系一侧的边界比较近，而另一侧的边界则很远。
研究人员指出，日光层鼻部方向的范围可以延伸到110-120个天文单位的距离，这与两个航行者号探测器探测到的数据一致。
至于日光层的尾部，其距离至少延伸到350个天文单位的距离。 这并不是说这里的日球层顶只有这么远，而是说IBEX已经达到了探测极限。 换句话说，真实的距离可能比这个更远。
在高纬度地区，日球层顶的范围为 150 至 175 个天文单位。 从这个数据来看，所谓的牛角面包的形状应该是错误的，日光层的真实形状应该像一颗子弹。
目前，IBEX仍在正常运行，预计最早将于2025年结束工作。此后，星际测绘和加速探测器（IMAP）正在研发中，它将接替IBEX进行探测，帮助人类绘制太阳形状图系统。
另外，我国目前正在设计深空探测器，它和航行者号一样，都有自己的使命：冲出太阳系，探测星际空间。 此类研究也可能会影响我国深空探测器选择的飞行方向。 届时，我国的深空探测器也将到达日光层顶部进行实地探测，这也将促进人类对太阳系形状的认识。
说起来，太阳系这个在浩瀚宇宙中微不足道的存在，对于我们来说也是非常巨大的，还有很多未知等待我们去探索。 我们还没有弄清楚日光层的形状。 至于奥尔特云外层到底是什么样子，更是令人好奇和困惑。
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