《自然》：高速飞行的太阳系，太阳风的“发型”为何不乱？

Seven

阿盟说
阿盟先带大家看看，太阳系在星际空间中的真实运动轨迹：

先前的工作表明，太阳在穿过星际空间时，也和其他星系一样，太阳风会让太阳背后有像彗星一样的尾巴。在星际空间看，太阳会是个“散发小哥”。
然而，最新研究表明，太阳的“发型”丝毫不乱！
翻译：李风华
来源：Space.com
责编：魏玲海
审校：郑永春
太阳不断释放出带电粒子，称为太阳风，流经太阳系到达海王星的轨道。太阳风和太阳的磁场，称为日球层，作为保护太阳系的泡沫，使它免受宇宙射线的伤害。日球层横跨230亿英里（370亿公里），太阳在穿过星际空间时，带着整套“装备”前行。
虽然，先前的工作表明，太阳在穿过星际空间时，它有像彗星一样的尾巴，一直伸展到太阳系后面。然而最新的研究表明：太阳的日球层（Heliopause），也就是它的磁场下的泡沫，延伸到海王星和冥王星之外，它的形状可能是圆形的，并非展开像一颗彗星的尾巴。

Credit: Dialynas, et al. (left); NASA (right)
“日球层不是一个很长的、像彗星一样的尾巴，这个大致泡沫形状的日球层，是由比过去预期的强大得多的星际磁场、以及粒子之间的压力、日球层外部区域的磁压力（称为日鞘）的比值很高而形成的，”希腊雅典科学院的空间科学家、该研究的第一作者科斯塔斯·戴安纳斯在报告中说。
新的研究工作，结合了美国宇航局卡西尼号任务（目前正在环绕土星）的数据，以及该机构的星际边界探测器(IBEX)的观测——检测从一个地球之上的偏心轨道反弹回来的粒子。研究人员还结合了旅行者1号宇宙飞船——第一个也是唯一进入星际空间的人造物体，以及旅行者2号——即将成为第二个进入星际空间的人造物体的数据。两个宇宙飞船都已经进入日鞘——日球层外缘附近的区域，太阳风碰到星际介质时，在此区域就会减速和放缓。
研究人员发现，在卡西尼号原本为捕获被困在土星磁场中的离子的仪器，也可以用来捕获从日球层遥远的边界反弹回来的中性粒子。当离子（带电粒子）到达日球层的边缘，它们可以同外面的中性气体原子交换电荷，它们有时会作为快速中性原子飞回内部，研究人员写道——这也是IBEX以前用来调查日球层的一种机制。

天文学家观测到其他恒星系统背后像彗星一样的长尾，看起来，太阳系更有可能以相似的结构运行。但新的研究表明，太阳并不是这样运行的。从左上面看，顺着逆时针方向，这些恒星系统是猎户座、BZ凸轮和鲸鱼星座中的薴藁增二。（Credit: NASA/HST/R.Casalegno/GALEX）

因为离子需要旅行很远距离，才能到达太阳系的边缘，它们需要数年才能反弹并返回。因此，在太阳11年周期中太阳风的变化要经过很长时间的延迟才能有所反应。研究者比较了反射回来的信号，发现从两端反射回来的粒子似乎只需要两到三年返回，双端都匹配了它们反映的太阳活动周期的部分。这一发现表明，日球层的鼻子和尾巴彼此距离相等。
“如果日球层伸出像彗星一样的尾巴，我们认为太阳活动周期的模式会出现在中性原子测量之后，”约翰·霍普金斯大学负责旅行者号和卡西尼号任务的科学家、论文合作者之一汤姆·克里米吉斯在报告中说。但科学家们并没有发现太阳有像彗星一样很长的尾巴。
研究人员在一份报告中说，这个圆形的形状令人惊讶，因为他们已经看到其他恒星有着彗星一样的长尾。但在这种情况下，研究人员提议，也许星际磁场能够强大到足以推动太阳保持泡沫状。
“旅行者1号和旅行者2号、卡西尼号任务和IBEX提供给科学界的数据，给研究离太阳十分遥远的太阳风提供了重要支撑，”旅行者号以及美国宇航局华盛顿总部IBEX项目科学家阿瑞克·波斯纳在报告中说。（波斯纳没有参与这项研究。)“随着我们继续从日球层的边缘收集数据，将会更好地理解星际边界——它能够帮助保护地球环境免受宇宙射线的伤害，”波斯纳说。
关于新研究工作的详细介绍，请参见《自然》（4月24日）杂志。
原文链接：
http://www.space.com/36595-sun-magnetic-bubble-sphere-not-comet.html