從太陽(yáng)系邊緣往里數(shù)，我們的地球是第六顆行星，這意味著我們離這個(gè)寒冷而荒蕪的邊緣一點(diǎn)也不近。不過(guò)，這些年，我們?nèi)祟?lèi)已經(jīng)發(fā)射了各種航天器。那么，我們知道太陽(yáng)系的邊緣是什么樣了嗎？

確實(shí)，我們知道太陽(yáng)系邊緣的樣子，不過(guò)這仍是一項(xiàng)正在進(jìn)行中的工作。最新的進(jìn)展之一，是一幅耗時(shí)13年的太陽(yáng)系邊緣3D地圖。這幅地圖，揭示了這個(gè)神秘邊緣——太陽(yáng)圈外層——的更多秘密。

外太陽(yáng)圈標(biāo)志著太陽(yáng)風(fēng)（或太陽(yáng)釋放出的帶電粒子流）在滲透到太陽(yáng)系以外的宇宙空間的星際輻射作用下，“偏轉(zhuǎn)和變形”的區(qū)域。換句話(huà)說(shuō)，太陽(yáng)風(fēng)和星際粒子在太陽(yáng)系的遙遠(yuǎn)邊緣相遇并形成邊界。

我們?nèi)祟?lèi)在2012年首次瞥見(jiàn)太陽(yáng)系的外緣。2012年，NASA在1977年發(fā)射的航天器旅行者1號(hào)離開(kāi)太陽(yáng)系，進(jìn)入星際空間。旅行者2號(hào)緊隨其后，在2018年重復(fù)了旅行者1號(hào)的壯舉。旅行者1號(hào)和2號(hào)航天器上除了滿(mǎn)載巴赫、路易斯·阿姆斯特朗和座頭鯨歌曲等黃金唱片之外，還配備了科學(xué)儀器。根據(jù)NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的說(shuō)法，在兩架航天器飛離太陽(yáng)系的時(shí)候，旅行者1號(hào)和2號(hào)都反饋了太陽(yáng)粒子的突然減少和銀河輻射的大幅增加。

新的3D地圖揭示了更多關(guān)于太陽(yáng)圈的信息。太陽(yáng)圈內(nèi)層，即太陽(yáng)和行星所在的位置，大致是一個(gè)球形，向各個(gè)方向延伸約90個(gè)天文單位的距離。（一個(gè)天文單位相當(dāng)于地球到太陽(yáng)的平均距離，大約是9300萬(wàn)英里或1.5億公里。）太陽(yáng)圈外層的對(duì)稱(chēng)性要差許多。在太陽(yáng)前進(jìn)的方向上，外太陽(yáng)圈延伸的距離約為110個(gè)天文單位，但在相反的方向，延伸的距離要長(zhǎng)許多，至少有350個(gè)天文單位。

外太陽(yáng)圈標(biāo)志著太陽(yáng)風(fēng)在星際輻射作用下“偏轉(zhuǎn)和變形”的區(qū)域

這種不對(duì)稱(chēng)性源自太陽(yáng)在銀河系中的運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)與前方的銀河輻射發(fā)生摩擦，并在經(jīng)過(guò)的路徑上清理出一片空間。星際介質(zhì)中有很多等離子體（帶電粒子），太陽(yáng)圈內(nèi)層非常圓，是等離子體流的一個(gè)障礙。等離子體流流經(jīng)太陽(yáng)圈內(nèi)層的效果，就好比小溪中水流繞過(guò)巖石一樣，水流沖向前方的石塊，在后方留下一片受到保護(hù)的平靜。

3D地圖的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)自星際邊界探測(cè)器（IBEX）收集的數(shù)據(jù)。根據(jù)NASA的說(shuō)法，星際邊界探測(cè)器發(fā)射于2008年，“大小與一輛公共汽車(chē)的輪胎差不多”。星際邊界探測(cè)器的英文縮寫(xiě)“ibex”，在英語(yǔ)中指的是羱羊，一種似乎不受重力約束而非常擅長(zhǎng)登山的山羊。但事實(shí)上，星際邊界探測(cè)器效仿的動(dòng)物是蝙蝠。

大多數(shù)蝙蝠通過(guò)發(fā)出聲脈沖并利用回聲的時(shí)間延遲，來(lái)計(jì)算出獵物的距離，進(jìn)而捕殺蚊子等昆蟲(chóng)。同樣地，星際邊界探測(cè)器可以檢測(cè)從太陽(yáng)系邊緣反彈回來(lái)的太陽(yáng)風(fēng)粒子，從而允許天文學(xué)家用測(cè)量粒子往返所需的事件來(lái)確定其中的距離。

當(dāng)太陽(yáng)環(huán)繞銀河系外緣運(yùn)動(dòng)時(shí)，太陽(yáng)風(fēng)可以阻擋宇宙輻射，形成一個(gè)保護(hù)圈。這對(duì)我們無(wú)疑是有好處的，因?yàn)檩椛鋾?huì)損壞航天器，并危害宇航員的健康。

但是，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，太陽(yáng)系的邊緣可能不會(huì)一直保持這種狀態(tài)。太陽(yáng)風(fēng)的強(qiáng)度和太陽(yáng)黑子的數(shù)量之間存在相關(guān)性。太陽(yáng)黑子是太陽(yáng)表面臨時(shí)出現(xiàn)的比周?chē)鷧^(qū)域相對(duì)更暗的斑點(diǎn)，由太陽(yáng)內(nèi)部強(qiáng)烈的磁場(chǎng)干擾所形成。在1645年到1715年之間，太陽(yáng)黑子欠缺，因此太陽(yáng)風(fēng)可能也十分微弱。這段時(shí)期，也被稱(chēng)為蒙德極小期。

太陽(yáng)黑子消失了近乎一個(gè)世紀(jì)。如果發(fā)生這種情況，太陽(yáng)圈的形狀可能也會(huì)顯著改變。我們確實(shí)觀(guān)測(cè)到太陽(yáng)活動(dòng)的變化，并且另一個(gè)蒙德極小期隨時(shí)都可能發(fā)生。擔(dān)心太陽(yáng)圈的保護(hù)作用可能會(huì)隨著時(shí)間的流逝而改變，這并非杞人憂(yōu)天。

為了更好地了解太陽(yáng)圈，NASA計(jì)劃在2025年啟動(dòng)一項(xiàng)新的任務(wù)，叫做“星際測(cè)繪和加速探測(cè)器”（IMAP）。如果一切進(jìn)展順利，星際測(cè)繪和加速探測(cè)器將向我們揭示更多關(guān)于在太陽(yáng)系邊緣太陽(yáng)風(fēng)與宇宙輻射之間相互作用的細(xì)節(jié)。