太阳圈是一个保护整个太阳系不受宇宙辐射轰炸的无形巨大气泡,而主流模型指出太阳圈形如牛角面包。最近,天文学家分析NASA星际边界探测器、航海家探测器数据获取终端震波、日球层顶形状快照,新发现太阳系边缘存在波纹结构。
先前研究已表明,太阳风因接触到星际介质而开始减速的区域称为终端震波(termination shock),当太阳风再也无法抵抗星际空间施加压力的边界则称为日球层顶(Heliopause),包含上述区域的整体无形磁性气泡称为太阳圈(Heliosphere)。
航海家1号、2号都已穿过日球层顶边界,并持续发回浩瀚星际空间的传感数据。此外,NASA于2009年发射至绕地轨道的星际边界探测器(Interstellar Boundary Explorer,IBEX),目的也是研究太阳系边界特征。
通过分析3台探测器数据,来自普林斯顿大学、德州大学圣安东尼奥分校、怀卡托大学、洛斯阿拉莫斯国家实验室、美国西南研究院的研究团队,发现2014年时太阳风施加的压力突然发生变化,测量太阳风与星际风碰撞时产生的带电中性原子后,进一步以类似回声定位的方式建模,结果从太阳系边界区域发现如巨大涟漪的波纹结构。
虽然我们已经知道太阳圈的大小、整体形状可能会随太阳周期变形,但新研究发现反射波返回日球层顶的距离也发生相当大的变化,这表明它的形状不统一,且由于未知原因不断变化,或者说太阳系周围气泡并非均匀对称,且差异巨大到能延伸16个天文单位。
星际边界探测器任务已接近结束阶段,预计2025年将被NASA的星际测绘与加速探测器(Interstellar Mapping and Acceleration Probe,IMAP)取代,后者的观测范围、准确度、分辨率都更大,除了能更频繁搭建天空地图外,它还将前往日地系统L1拉格朗日点运行,就像詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)一样。
新论文发布在《自然天文学》期刊。
(首图来源:NASA)