莎拉·弗雷泽，美国宇航局戈达德太空飞行中心 一个更新的模型表明，太阳的影响泡泡——日光层(黄色部分)的形状可能是一个缩小的羊角形，而不是其他研究表明的长尾彗星形状
信用:欧菲等
科学家利用美国宇航局任务数据开发的模型，对我们太阳系周围的气泡形状进行了新的预测
我们太阳系的所有行星都被包裹在一个磁泡中，这个磁泡是由太阳不断流出的物质太阳风在太空中雕刻出来的
在这个气泡外面是星际介质——充满我们银河系恒星系统之间空间的电离气体和磁场
科学家们多年来一直试图回答的一个问题是这个气泡的形状，当我们的太阳围绕银河系的中心运行时，它会在太空中穿行
传统上，科学家们认为日光层是一个彗星形状，有一个圆形的前缘，叫做鼻子，后面有一条长长的尾巴
三月份发表在《自然天文学》杂志上并刊登在七月份杂志封面上的一项研究提供了一种没有长尾的替代形状:瘪了的羊角面包
日光层的形状很难从内部测量
日光层最近的边缘离地球有一百多亿英里
只有两艘航海家号宇宙飞船直接测量了这个区域，留给我们的只有关于日光层形状的两点地面真实数据
一些研究表明日光层有一条很像彗星的长尾，尽管一个新模型指出了一个没有这条长尾的形状
学分:美国宇航局科学可视化工作室/概念成像实验室 从近地开始，我们通过捕捉和观察飞向地球的粒子来研究我们星际空间的边界
这包括来自银河系遥远部分的带电粒子，称为银河宇宙射线，以及那些已经在我们太阳系中的粒子，它们向太阳顶运动，并通过一系列复杂的电磁过程被反射回地球
这些被称为高能中性原子，因为它们是通过与星际介质相互作用而产生的，所以它们可以作为绘制日光层边缘的有用代理
这就是美国宇航局的星际边界探测器(IBEX)任务研究日光层的方式，利用这些粒子作为一种雷达，追踪我们太阳系到星际空间的边界
为了理解这些复杂的数据，科学家们使用计算机模型将这些数据转化为对日光层特征的预测
这项新研究的主要作者梅拉夫·奥弗是美国国家航空航天局和美国国家科学基金会资助的波士顿大学驾驶科学中心的负责人，他专注于这项挑战
奥弗模型的最新版本使用美国国家航空航天局行星科学任务的数据来描述填充日光层气泡的空间物质的行为，并获得其边界的另一个视角
美国国家航空航天局的卡西尼任务携带了一个仪器，旨在研究被困在土星磁场中的粒子，该仪器还对返回太阳系内部的粒子进行了观察
这些测量与IBEX的相似，但提供了日光层边界的独特视角
为了理解系外行星的潜在可居住性，它可以帮助科学家知道我们的日光层是更像相对较短的BZ Cam天球(左)，米拉的长天球(右)，还是完全有另一种形状
信用:NASA/卡萨莱格诺/GALEX 此外，美国国家航空航天局的“新视野”任务提供了对拾取离子的测量，这些粒子在太空中被电离，并被拾取并随着太阳风移动
由于它们与从太阳中流出的太阳风粒子有着明显的渊源，吸收的离子比其他太阳风粒子要热得多——这也是奥弗的工作所依赖的事实
“有两种流体混合在一起
波士顿大学的天文学教授奥弗说:“有一种成分非常冷，另一种成分非常热，那就是吸收离子。”
“如果你有一些冷流体和热流体，你把它们放在太空中，它们不会混合——它们将主要分别进化
我们所做的是分离出太阳风的这两种成分，并建立日光层的三维模型
" 单独考虑太阳风的成分，结合奥弗的早期工作，利用太阳磁场作为形成日光层的主导力量，创造了一个收缩的羊角面包形状，两股射流从日光层的中央球状部分卷曲开来，明显缺乏许多科学家预测的长尾
“因为吸收离子主导热力学，所以一切都是球形的
但是因为它们在终止激波后很快就离开了系统，整个日光层都缩小了，”奥弗说
一个更新的模型表明，太阳的影响泡泡——日光层(黄色部分)的形状可能是一个缩小的羊角形，而不是其他研究表明的长尾彗星形状
信用:欧菲等
我们盾牌的形状 日光层的形状不仅仅是一个学术好奇心的问题:日光层是我们太阳系对抗银河系其余部分的屏障
其他恒星系统中的高能事件，如超新星，可以将粒子加速到接近光速
这些粒子向各个方向喷射，包括进入我们的太阳系
但是日光层起到了屏蔽的作用:它吸收了大约四分之三的这些被称为银河宇宙射线的高能粒子，这些粒子将进入我们的太阳系
那些成功的人会造成巨大的破坏
我们在地球上受到地球磁场和大气层的保护，但太空或其他世界的技术和宇航员却暴露在外
电子设备和人体细胞都可能受到银河宇宙射线的影响——因为银河宇宙射线携带了如此多的能量，它们很难以一种对太空旅行实用的方式被阻挡
日光层是宇航员抵御银河宇宙射线的主要屏障，所以了解它的形状以及它如何影响银河宇宙射线撞击太阳系的速度是规划机器人和人类太空探索的关键考虑因素
一些研究表明日光层有一条很像彗星的长尾，尽管一个新模型指出了一个没有这条长尾的形状
学分:美国宇航局科学可视化工作室/概念成像实验室 为了理解系外行星的潜在可居住性，它可以帮助科学家知道我们的日光层是更像相对较短的BZ Cam天球(左)，米拉的长天球(右)，还是完全有另一种形状
信用:NASA/卡萨莱格诺/GALEX 日光层的形状也是在其他世界寻找生命的难题的一部分
来自银河宇宙射线的破坏性辐射会使一个世界变得不适合居住，由于我们强大的天盾，我们的太阳系避免了这种命运
随着我们对我们的日光层如何保护我们的太阳系——以及这种保护在整个太阳系的历史中是如何变化的——了解得越多，我们就可以寻找其他可能有类似保护的恒星系统
其中一部分是形状:我们的日光层外形像长尾彗星形状，瘪角面包，还是其他完全不同的东西？ 无论日光层的真实形状如何，美国国家航空航天局即将进行的任务将有助于解开这些问题:星际测绘和加速探测器(IMAP)
IMAP计划于2024年发射，将绘制从日光层边界流回地球的粒子图
IMAP将建立在IBEX任务的技术和发现的基础上，以揭示日光层、星际空间的性质，以及银河宇宙射线如何进入我们的太阳系。
奥弗的驱动科学中心旨在为IMAP的发射创建一个可测试的日光层模型
他们对日光层的形状和其他特征的预测——以及这将如何反映在从太阳流回来的粒子中——将为科学家们与IMAP的数据进行比较提供一个基线
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