NASA发射火箭以观测太阳系的“挡风玻璃”

时间：2021-04-20 21:18:23 来源：作者：网络转载

太阳系3D

大小：65.8M更新：2020-12-16

分类：生活实用

　　据外媒报道，110亿英里之外是我们太阳系磁泡的边界，即日球层顶。在这里，太阳的磁场就像一张看不见的蜘蛛网，在宇宙中伸展开来并最终化为乌有。而这是星际空间的开始。来自图森市亚利桑那大学的空间物理学家Walt Harris表示：“这确实是我们可以研究的最大边界。”

很显然，我们对边界之外的情况知之甚少。幸运的是，一些星际空间可以来到我们身边、穿过这个边界进入太阳系。

NASA的一项新任务将研究飘进太阳系的星际粒子发出的光以此来了解最近的星际空间。该任务被称为 Spatial Heterodyne Interferometric Emission Line Dynamics Spectrometer（简称SHIELDS），于美国东部时间2021年4月19日凌晨4点30分在新墨西哥州白沙导弹靶场成功发射。NASA的 black Brant IX火箭携带有效载荷到达177英里的远地点，然后用降落伞降落在白沙机场。初步迹象表明，探测器系统按计划运行，数据已收到。

我们整个太阳系漂浮在一团云中，这片区域被古老的超新星爆炸清理干净。天文学家称这个区域为Local Bubble，这是一块长约300光年的长方形空间图，位于我们银河系的猎户座旋臂内。它包含有数百颗恒星--其中包括我们的太阳。

这片星际海洋是我们值得信赖的船只--日球层顶，一个由太阳吹起的磁泡。当我们绕太阳运行时，太阳系本身被包裹在日球层顶中，以每小时52000英里（23km/s）的速度穿过这个气泡。星际粒子像雨点打在挡风玻璃上一样猛击着我们日球层顶的前端。

日球层顶更像一个橡皮筏而非木制的帆船：它的环境塑造了它的形状。它在受压的地方压缩，在变形的地方膨胀。确切地说，日球层顶衬里是如何以及在哪里变形的这给我们提供了关于它外面的星际空间本质的线索。这个边界正是SHIELDS任务的首席研究员Walt Harris所追求的。

SHIELDS是一个将搭载探空火箭发射的望远镜。探空火箭是一种小型运载工具，在返回地球之前，它将飞向太空进行几分钟的观测。作为HYPE任务的一部分，Harris的团队在2014年发射了该望远镜的早期版本，在修改设计后，他们准备再次发射。

SHIELDS将测量来自星际空间的一种特殊氢原子群的光。这些原子是中性的，具有平衡的质子和电子数量。由于中性原子可以穿过磁力线，因此它们几乎毫无顾虑地穿过太阳层顶进入我们的太阳系--但事实并非完全如此。

这种跨越边界的微小影响是SHIELDS技术的关键。带电粒子绕着日球层顶流动并形成一道屏障。来自星际空间的中性粒子必须穿过这个手套，而这会改变它们的路径。SHIELDS的设计目的是重建中性粒子的轨迹以确定它们从哪里来及它们在过程中看到了什么。

SHIELDS在发射几分钟后将到达距离地面约186英里（300公里）的峰值高度--远高于地球大气层的吸收作用。将望远镜对准日球层顶的前端，其将探测到来自到达的氢原子的光。测量光的波长是如何伸展或收缩的则可以揭示粒子的速度。综上所述，SHIELDS将生成一张地图来重建日球层顶物质的形状和密度变化。

Harris希望，这些数据将有助于回答关于星际空间是什么样子的诱人问题。

“关于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，”Harris说道，“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该星系的磁场。但它应该会在我们的日球层顶上留下印记，SHIELDS则能探测到它，然后根据它的强度和方向以特定的方式压缩日球层顶。

最后，了解我们目前星际空间的情节可能会给未来带来有帮助的指导。我们的太阳系正穿过我们现在所在的这块空间。在约五万年后，我们将走出Local Bubble，届时会发生什么谁会知道呢。