太空探索

日球层顶:太阳吹出的泡泡,到哪里结束?

它不是一堵墙,也不是太阳引力的终点。旅行者号越过这里时,判断依据是一群看不见的粒子。

日球层及外部星际环境的概念示意;形状、边界位置与天体大小未按比例,约 120 AU 仅作尺度参考。
日球层及外部星际环境的概念示意;形状、边界位置与天体大小未按比例,约 120 AU 仅作尺度参考。

太阳一直向外吹出带电粒子,形成太阳风。它把周围一片空间撑成日球层,可以想成太阳在星际环境里吹出的巨大泡泡。太阳风与外部星际物质相互作用的边界,就是日球层顶。

泡泡外面也不是什么都没有

星际空间不是完美真空,那里有稀薄气体、粒子和磁场。日球层也不是一层玻璃罩,无法拍下一张轮廓清楚的普通全景照。研究者结合飞船原位测量与远距离观测,逐渐拼出它的性质。

旅行者号怎么知道自己跨过去了?

旅行者 1 号于 2012 年、旅行者 2 号于 2018 年越过日球层顶。判断依赖周围粒子、等离子体及磁场环境的变化,而不是相机拍到一块“欢迎来到星际空间”的路牌。两条不同路线的测量,对研究边界尤其宝贵。

旅行者探测器的艺术想象图。它们通过测量粒子与周围环境识别边界,图中飞船并非在日球层顶被外部相机拍摄。NASA/JPL。
旅行者探测器的艺术想象图。它们通过测量粒子与周围环境识别边界,图中飞船并非在日球层顶被外部相机拍摄。NASA/JPL。

图里的 120 AU 是精确半径吗?

不是。1 AU 约为地球到太阳的平均距离,120 AU 用来提示量级。真实边界因方向和太阳活动而变化,并不围成完美圆球。应用里的圆环是一把尺子,不能把它当成实时测量的外壳。

越过这里,就完全离开太阳了吗?

离开的是太阳风主导的区域,不是脱离了太阳引力。更遥远的奥尔特云通常被用于讨论太阳系的另一种范围,尺度大得多。所以“进入星际空间”和“越过所有太阳系天体”,不是同一件事。选中这个标签,就是在用两种不同方式认识我们的家有多大。

参考资料