1904年科学家使用波茨坦大气折射装置探测到星际介质,直到2020年,科学家才第一次绘制出太阳系真实模样:前缘会形成弓形冲击波,后缘形成螺旋尾迹,与彗星相似。

川陀太空原创:【每日小科普】总第1302期

关于太阳系的真实模样,这是一个将近120年未解的谜团,从1904年科学家使用波茨坦大气折射装置探测到星际介质之后,科学家就开始研究太阳系周围的星际介质,以及太阳系的模样。从宏观上看,太阳系无非是八大行星外面加上柯伊伯带,但如果我们能看到围绕太阳系的磁场和星际空间的宇宙射线、高能中性原子等微观物质和行为,就能对太阳系的形状给出一个合理的答案。

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图注:这是太阳系真实模样,日光层前部有弓形冲击结构,后缘为两个喷射状结构,看上去又有些像人类的心脏。

图注:这张图显示了模型与太阳系行进方向的对比,太阳系后方有两个喷射结构,如果探测器进入这两个喷射结构中, 要花更长的时间才能飞出日光层

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图注:宇宙射线与太阳系磁场相互作用的图像

2012年8月,旅行者1号进入星际空间,2019年11月,旅行者2号进入星际空间,两者为何被判定进入了星际空间,主要是因为粒子探测器显示周围环境中来自太阳的高能中性原子完全消失了,这个边界就是日光层。准确测量日光层的问题正在被美国宇航局着手解决,IBEX星际边界探测器在过去数年一直在探测太阳系的日光层边界。搞清楚太阳系的边界非常重要,因为在边界之内都是安全的,太阳系的磁场和带电粒子一直在保护着地球,抵抗着来自宇宙的射线。

如果我们要进入星际空间,更需要了解太阳系的边界在哪儿?万一深空探测器沿着日光层较厚的方向飞行,那么很难飞出日光层。日光层的形状与彗星相似,我们的太阳系在银河系中移动时,会遇到银河系的射线,前缘会形成弓形冲击波,后缘形成螺旋尾迹,与彗星相似。在过去将近120年的时间内,科学家一直在探索日光层的形状。最新的研究结果显示,日光层前部有弓形冲击结构,后缘为两个喷射状结构,看上去又有些像人类的心脏。

图注:宇宙射线的增加,让地球上的生命出现灭绝

图注:宇宙射线可让宇航员增加患癌症的风险

日光层为了挡住了宇宙射线,吸收了约75%来自银河的宇宙射线,这些射线极为危险,可对我们的卫星、宇航员构成威胁,增加宇航员患癌症的概率。也有研究显示,日光层在某些地方会大幅度收缩,导致宇宙射线的增加,让地球上的生命出现灭绝,这可能是上新世海洋巨型动物灭绝的原因。