科學家首次為日球層邊界繪製“肖像畫”

科技日報北京6月16日電 （記者劉霞）據物理學家組織網14日報道，科學家首次繪製出太陽日球層邊界的圖像，有助我們更好地瞭解太陽和星際風之間的相互作用。

最新論文主要作者、洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家丹·雷森菲爾德説：“多年前，科學家就已經為這一邊界建模，但這是我們第一次真正測量它，並製作出它的三維圖像。”

日球層是太陽風形成的氣泡，主要由質子、電子和α粒子組成，從太陽延伸到星際空間，保護地球免受有害星際輻射的侵襲，向星際空間推進的太陽風與向太陽推進的星際風發生碰撞，形成了日球層頂。

在最新研究中，雷森菲爾德等人使用美國國家航空航天局的“地球軌道星際邊界探測器”（IBEX）衞星在2009年至2019年整個太陽週期收集到的數據，首次為日球層頂畫出了“肖像畫”。

IBEX衞星會探測太陽風粒子和星際風粒子碰撞產生的高能中性原子（ENAs），ENAs發出的信號的強度取決於和星際風撞擊的太陽風的強度。太陽風的強度越強，ENA的數量越多。

為進行這種測量，研究人員使用了一種類似蝙蝠使用的聲吶技術。他們解釋稱：“就像蝙蝠向各個方向發射聲吶脈衝，並利用返回信號在腦海中繪製出周圍環境的地圖一樣，我們利用太陽發出的向各個方向傳播的太陽風，繪製出了日球層的三維地圖，如此一來，我們就能夠看到日球層的邊界，就像蝙蝠使用聲吶‘看到’洞穴的牆壁一樣。”

雷森菲爾德解釋説：“太陽發出的太陽風的‘信號’強度不同，形成一種獨特的模式。兩到六年後，IBEX將在返回的ENAs信號中看到同樣的模式。之所以需要這麼長時間，是因為距離太遠。在面對星際風的方向上，從太陽到日球層頂的最小距離約為120AU（1AU指地球與太陽之間的距離，約為1.5億公里），而在相反的方向上，其距離為350 AU，作為參考，海王星的軌道直徑約為60AU。”