迈尔斯·哈特菲尔德，美国宇航局戈达德太空飞行中心 日光层被太阳系外的宇宙射线照射的图像
信用:美国宇航局戈达德太空飞行中心/概念图像实验室 110亿英里之外——是我们到冥王星距离的四倍多——是我们太阳系磁泡的边界——太阳顶
在这里，太阳的磁场像一张看不见的蜘蛛网一样延伸到太空中，消失得无影无踪
星际空间开始
图森市亚利桑那大学的空间物理学家沃尔特·哈里斯说:“这是我们能研究的同类中最大的边界。”
我们对这个界限之外的东西仍然知之甚少
幸运的是，一些星际空间可以来到我们这里，穿过这个边界，进入太阳系
美国国家航空航天局的一项新任务将研究漂流到太阳系的星际粒子发出的光，以了解最近的星际空间
该任务被称为空间外差干涉发射线动力学光谱仪，或称为SHIELDS，将于2021年4月19日首次有机会从新墨西哥州的白沙导弹靶场用亚轨道火箭发射
我们的整个太阳系漂浮在一群云团中，这片区域被古老的超新星爆发清除了
天文学家称这个区域为“局部气泡”，这是一个长约300光年的长方形空间，位于我们银河系的猎户座旋臂内
它包含数百颗恒星，包括我们自己的太阳
我们乘坐我们信任的飞船“日光层”在这个星际海洋中航行，日光层是一个被太阳炸毁的小得多(尽管仍然巨大)的磁泡
当我们围绕太阳运行时，太阳系本身被包裹在日光层中，以大约每小时52000英里(每秒23公里)的速度穿过当地的气泡
星际粒子像雨打在挡风玻璃上一样冲击着我们的日光层
我们的日光层更像一个橡皮筏，而不是一艘木制帆船:它的环境塑造了它的形状
它在压力点压缩，在它让步的地方膨胀
我们的日光层衬里究竟是如何以及在哪里变形的，这给了我们关于它外面星际空间性质的线索
这个边界——以及其中的任何变形——是沃特·哈里斯，盾牌任务的主要调查者所追求的
SHIELDS是一个望远镜，它将搭载一个探空火箭发射升空，探空火箭是一种小型飞行器，在返回地球之前，它会飞向太空进行几分钟的观测
哈里斯的团队在2014年作为HYPE任务的一部分发射了望远镜的早期版本，在修改了设计之后，他们准备再次发射
SHIELDS将测量最初来自星际空间的一群特殊氢原子发出的光
这些原子是中性的，带有平衡数量的质子和电子
中性原子可以穿过磁力线，所以它们可以穿过太阳顶渗入我们的太阳系，几乎没有受到影响——但也不是完全不受影响
局部气泡的图解
信用:美国宇航局戈达德太空飞行中心 这种边界穿越的小影响是希尔兹技术的关键
带电粒子围绕太阳顶流动，形成一个屏障
来自星际空间的中性粒子必须通过这个护手套，这改变了它们的路径
SHIELDS的设计是为了重建中性粒子的轨迹，以确定它们来自哪里，以及一路上看到了什么
发射后几分钟，希尔兹将到达距地面约186英里(300公里)的峰值高度，远高于地球大气层的吸收效果
将望远镜指向日光层的前端，它将探测到达的氢原子发出的光
测量光的波长如何伸展或收缩揭示了粒子的速度
总而言之，SHIELDS将制作一张地图来重建日顶物质的形状和变化密度
哈里斯希望这些数据将有助于回答关于星际空间是什么样的诱人问题
例如，天文学家认为局部气泡作为一个整体，其密度大约是星系主盘其余部分的十分之一
但是我们不知道细节——例如，局部气泡中的物质是均匀分布的，还是聚集在被虚无包围的密集口袋中？ “星际介质的精细结构有很多不确定性——我们的地图有点粗糙，”哈里斯说
“我们知道这些云的大致轮廓，但我们不知道它们内部发生了什么
" 天文学家也不太了解银河系的磁场
但是它应该会在我们的日光层上留下一个标志，SHIELDS可以探测到，根据它的强度和方向以特定的方式压缩日光层
最后，了解我们目前星际空间的情况可能对(遥远的)未来有所帮助
我们的太阳系正穿过我们现在的空间
在大约50，000年后，我们将会走出本地泡沫，走向未知
哈里斯说:“我们真的不知道另一片云是什么样的，也不知道当你穿越边界进入那片云时会发生什么。”
“人们对了解我们的太阳系在转变过程中可能会经历什么很感兴趣
" 并不是说我们的太阳系以前没有做过
哈里斯解释说，在过去的四十亿年里，地球经历了各种各样的星际环境
只是现在我们在周围，用科学工具来记录它
“我们只是试图了解我们在银河系中的位置，以及我们未来的发展方向，”哈里斯说
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