太空探索

日球層頂:太陽吹出的泡泡,到哪裡結束?

它不是一堵牆,也不是太陽引力的終點。旅行者號越過這裡時,判斷依據是一群看不見的粒子。

日球層及外部星際環境的概念示意;形狀、邊界位置與天體大小未按比例,約 120 AU 僅作尺度參考。
日球層及外部星際環境的概念示意;形狀、邊界位置與天體大小未按比例,約 120 AU 僅作尺度參考。

太陽一直向外吹出帶電粒子,形成太陽風。它把周圍一片空間撐成日球層,可以想成太陽在星際環境裡吹出的巨大泡泡。太陽風與外部星際物質相互作用的邊界,就是日球層頂。

泡泡外面也不是什麼都沒有

星際空間不是完美真空,那裡有稀薄氣體、粒子和磁場。日球層也不是一層玻璃罩,無法拍下一張輪廓清楚的普通全景照。研究者結合飛船原位測量與遠距離觀測,逐漸拼出它的性質。

旅行者號怎麼知道自己跨過去了?

旅行者 1 號於 2012 年、旅行者 2 號於 2018 年越過日球層頂。判斷依賴周圍粒子、等離子體及磁場環境的變化,而不是相機拍到一塊“歡迎來到星際空間”的路牌。兩條不同路線的測量,對研究邊界尤其寶貴。

旅行者探測器的藝術想像圖。它們通過測量粒子與周圍環境識別邊界,圖中飛船並非在日球層頂被外部相機拍攝。NASA/JPL。
旅行者探測器的藝術想像圖。它們通過測量粒子與周圍環境識別邊界,圖中飛船並非在日球層頂被外部相機拍攝。NASA/JPL。

圖裡的 120 AU 是精確半徑嗎?

不是。1 AU 約為地球到太陽的平均距離,120 AU 用來提示量級。真實邊界因方向和太陽活動而變化,並不圍成完美圓球。應用裡的圓環是一把尺子,不能把它當成即時測量的外殼。

越過這裡,就完全離開太陽了嗎?

離開的是太陽風主導的區域,不是脫離了太陽引力。更遙遠的奧爾特雲通常被用於討論太陽系的另一種範圍,尺度大得多。所以“進入星際空間”和“越過所有太陽系天體”,不是同一件事。選中這個標籤,就是在用兩種不同方式認識我們的家有多大。

參考資料