美國(guó)宇航局“新視野號(hào)”航天器上搭載圍繞冥王星的太陽(yáng)風(fēng)(SWAP)儀器,，所進(jìn)行測(cè)量提供了一些重要的新見解,，這些見解來(lái)自于一些曾經(jīng)探索過(guò)的最遙遠(yuǎn)空間。在新發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上的一篇論文中,，由西南研究所領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組展示了太陽(yáng)風(fēng)（太陽(yáng)吹出的超音速帶電粒子流）是如何在離太陽(yáng)越來(lái)越遠(yuǎn)的地方演化,。以前，只有先驅(qū)者10號(hào)和先驅(qū)者11號(hào)以及旅行者1號(hào)和旅行者2號(hào)任務(wù)探索過(guò)外太陽(yáng)系和外日光層,。

太陽(yáng)風(fēng)儀器的副首席研究員，也是這項(xiàng)研究的主要作者,，SWRI的助理科學(xué)家希瑟·埃利奧特(Heather Elliott)博士說(shuō)：但現(xiàn)在新視野號(hào)正在用更現(xiàn)代的科學(xué)儀器進(jìn)行探索,，太陽(yáng)對(duì)空間環(huán)境的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了外行星，太陽(yáng)風(fēng)儀器正在向我們揭示環(huán)境如何隨距離變化的新方面,。

太陽(yáng)風(fēng)充滿了圍繞太陽(yáng)系的泡沫狀空間區(qū)域,，稱為日光層。太陽(yáng)風(fēng)儀器從外太陽(yáng)系新視野號(hào)收集太陽(yáng)風(fēng)的詳細(xì)每日測(cè)量數(shù)據(jù),，以及外層日光層中其他稱為“星際拾取離子”的關(guān)鍵成分,。這些星際拾取離子是在來(lái)自星際空間的中性物質(zhì)，進(jìn)入太陽(yáng)系并被來(lái)自太陽(yáng)的光,，或通過(guò)與太陽(yáng)風(fēng)離子的電荷交換相互作用而電離時(shí)產(chǎn)生,。

隨著太陽(yáng)風(fēng)遠(yuǎn)離太陽(yáng)，太陽(yáng)風(fēng)遇到了越來(lái)越多來(lái)自星際空間的物質(zhì),。當(dāng)星際物質(zhì)被電離時(shí),，太陽(yáng)風(fēng)將物質(zhì)吸走，研究人員理論上會(huì)相應(yīng)地減慢和加熱,。太陽(yáng)風(fēng)儀器現(xiàn)在已經(jīng)檢測(cè)到并確認(rèn)了這種預(yù)期效果,。太陽(yáng)風(fēng)儀器團(tuán)隊(duì)將來(lái)自21至42個(gè)天文單位的新視野號(hào)太陽(yáng)風(fēng)速測(cè)量結(jié)果，與來(lái)自高級(jí)組成探測(cè)器(ACE)和日地關(guān)系天文臺(tái)(STEREO)航天器1 AU處的速度進(jìn)行了比較,。

到了21AU,，太陽(yáng)風(fēng)儀器似乎可以探測(cè)到太陽(yáng)風(fēng)的減速，以響應(yīng)星際物質(zhì)的拾取,。然而,，當(dāng)“新視野號(hào)”探測(cè)器在33到42個(gè)天文單位之間越過(guò)冥王星時(shí)，太陽(yáng)風(fēng)測(cè)量速度比1個(gè)天文單位的距離慢了6-7%，證實(shí)了這一效應(yīng),。除了確認(rèn)太陽(yáng)風(fēng)在很遠(yuǎn)的距離上變慢外,，太陽(yáng)風(fēng)溫度和密度的變化還可以提供一種手段，來(lái)估計(jì)新視野號(hào)何時(shí)會(huì)加入終端激波另一側(cè)的旅行者號(hào)航天器,，這是一個(gè)邊界標(biāo)記,，在那里太陽(yáng)風(fēng)在接近星際介質(zhì)時(shí)變慢到低于音速。旅行者1號(hào)在2004年以94 AU穿越了終止沖擊,，緊隨其后的是2007年在84 AU的旅行者2號(hào),。

基于目前較低的太陽(yáng)活動(dòng)水平和較低的太陽(yáng)風(fēng)壓力，預(yù)計(jì)自旅行者號(hào)穿越以來(lái),，終端激波已經(jīng)移動(dòng)到離太陽(yáng)更近的地方,。外推新視野號(hào)測(cè)量的當(dāng)前趨勢(shì)也表明，終端沖擊現(xiàn)在可能比旅行者號(hào)相交時(shí)更近,。新視野號(hào)最早,，將在2020年代中期達(dá)到終結(jié)沖擊。隨著太陽(yáng)活動(dòng)周期的增加,，壓力的增加可能會(huì)擴(kuò)大日光層,。這可能會(huì)在新視野號(hào)有時(shí)間到達(dá)終端沖擊之前，將終端沖擊推到旅行者號(hào)航天器發(fā)現(xiàn)的84-94AU范圍內(nèi),。“新視野號(hào)”的外層日光層之旅與旅行者號(hào)形成對(duì)比,，因?yàn)榕c旅行者號(hào)在外層日光層經(jīng)歷非常活躍的太陽(yáng)周期相比,，目前的太陽(yáng)周期相對(duì)溫和,。

除了測(cè)量太陽(yáng)風(fēng)之外，新視野號(hào)的太陽(yáng)風(fēng)儀器極其敏感,，同時(shí)以前所未有的時(shí)間分辨率和廣泛空間覆蓋范圍測(cè)量星際拾取離子的低通量,。新視野號(hào)也是火星以外太陽(yáng)風(fēng)中唯一的航天器(1.5AU)，因此,，在目前溫和的太陽(yáng)周期期間,，也是唯一測(cè)量太陽(yáng)風(fēng)與外層日光層星際物質(zhì)之間相互作用的航天器。新視野號(hào)將成為第一個(gè)在終止激波時(shí)同時(shí)測(cè)量太陽(yáng)風(fēng)和星際拾取離子的航天器,。新視野號(hào)極大地提高了我們對(duì)遙遠(yuǎn)行星天體的認(rèn)識(shí),，現(xiàn)在它也揭示了關(guān)于太陽(yáng)及其日光層的新知識(shí)。

博科園｜研究/來(lái)自：西南研究院

參考期刊《天體物理學(xué)》

DOI: 10.3847/1538-4357/ab3e49

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