太陽系邊界是什麼樣子的呢？比你想象的還要奇特。

我們的太陽系

地球是從太陽系邊界數起的第六個行星，意味着我們離這個寒冷荒涼的邊界并不近，多年來人類發射了許多空間探測器，那麼我們是否對太陽系邊界是什麼樣子有所了解呢？

答案是肯定的，但這項工作仍在進行中。一項用了13年時間創造的最新技術，即太陽系邊界三維地圖，揭露了這一神秘邊界的更多秘密，我們把這一邊界叫做日球層邊界。

丹·裡森費爾德（Dan Reisenfeld）是新墨西哥州洛斯·阿拉莫斯（Los Alamos）國家實驗室的空間科學研究者和三維地圖研究團隊的核負責人，他表示，日球層邊界是指因滲透至太陽系外真空空間的星際輻射而“發生偏轉或被遮蓋”的太陽風（即太陽發出的帶電粒子流）區域。換言之，太陽風和星際粒子在太陽系遙遠的外圍相遇并形成邊界。

當美國宇航局在1977發射的太空探測器旅行者1号于2012年進入星際空間，人類首次見到了太陽系的外邊緣。旅行者2号也不甘落後，在2018年做到了同樣的事情。位于加州理工學院的美國宇航局噴氣推進實驗室稱，帶着科學儀器和巴赫（Bach）、路易斯·阿姆斯特朗（Louis Armstrong）、座頭鲸（humpback whale）的珍貴音樂，當駛離太陽系時，旅行者1号、2号報告了太陽粒子的急劇減少和銀河系輻射的大量增加。

最新的三維地圖揭示了更多有關日球層的内容。裡森費爾德稱，太陽系内層（太陽和它的行星所在的地方）是一個大緻的球形并且被認為在各個方向延伸大約90個天文單位（一個天文單位指地球和太陽間的平均距離，約0.93億英裡，或1.5億公裡）。太陽系外層則沒有這麼對稱，在一個方向（在這裡永不間斷的太陽光在宇宙輻射面前繼續前進），日球層邊界延伸大約110個天文單位，但在相反的方向，則延伸超過350個天文單位。

日球層，旅行者1号，旅行者2号

太陽在銀河系的移動導緻了日球層邊界的不對稱，它與銀河系輻射産生摩擦并在經過的地方留下了空間。“有很多等離子體（帶電粒子）存在于星際空間，球形的日球層内部會對流經的等離子體産生阻礙”，裡森費爾德告訴我們，“這與水流過岩石有着相同的影響”，一股水流沖過岩石，後面則是一片平靜。

美國宇航局表示，星際邊界探測器是發射于2008年，“隻有公交車輪胎那麼大”，三維地圖的測量數據由它所采集。“IBEX聽起來像一隻動物”，裡森費爾德說，它會讓人想起因能夠克服重力爬上阿爾卑斯山懸崖而聞名的羱羊。但星際邊界探測器真正相似的動物是蝙蝠。

很多蝙蝠會獵食蚊子等昆蟲，他們通過發射聲波和收到回波的時間差得出與獵物的距離。同樣的，星際邊界探測器探測從太陽系邊界反彈回來的太陽風粒子，使得裡森費爾德和他的同事通過太陽風粒子這次旅程耗費的時間算出與其太陽系邊界的距離。“太陽會發出粒子脈沖，然後我們需要等待從日球層邊界反射回來的脈沖，通過時間差計算日球層邊界的位置”，裡森費爾德（Reisenfeld）解釋道。

當太陽沿着銀河系外緣環行時，太陽風将宇宙輻射收攏，形成防護的氣泡圈。“這對我們有利，因為輻射會對空間探測器産生傷害并對宇航員健康産生危害”，裡森費爾德說。

然而，邊界不會長期保持這一形态。裡森費爾德特别指出，太陽風的強度和太陽黑子的數量有一定相關性。太陽黑子是由于太陽内部強烈的電磁幹擾而暫時出現在太陽表面的黑斑。從1645年到1715年，地球迎來了科學家所說的“蒙德極小期”，太陽黑子數量極少，因此太陽風也十分微弱。

“太陽黑子活動消失了近一個世紀，如果它重新出現，日球層的形狀也會顯著變化”，裡森費爾德說，“我們确實看到了太陽系活動的變化，在任何時間，另一個“蒙德極小期”都可能出現。日球層防護罩受到的影響會随着時間而改變并不是一個不會發生的擔心”。

為了了解更多有關日球層的信息，美國宇航局計劃在2025年發射新的探測器，稱作星際測繪與加速探測器（IMAP）。如果一切按計劃，星際測繪與加速探測器（IMAP）将會進一步揭露在太陽系邊界，太陽風和宇宙輻射相互作用的更多細節。

BY: Randyn Bartholomew

FY: 北冥之星

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