一種介於牛角麵包和沙灘球之間的新模型可以解決關於圍繞太陽系保護性氣泡的長期爭論
我們生活在一個“泡沫”裡，這不是一個隱喻性的泡沫，而是一個真實的泡沫。不僅僅是我們，整個行星，以及太陽系中的其他行星，就這一點而言，也都在泡沫中。而且，我們可能正是因為它才得以生存。物理學家稱這個泡沫為日光層（太空中受太陽氣體及磁場影響的領域）。這是一個巨大的區域，距離比到冥王星的兩倍還多，它在所有行星周圍投射出一個磁場“力場”，使帶電粒子偏轉，防止粒子進入太陽系。
日光層的存在是由於太陽風和太陽系外的粒子相互作用的結果。雖然我們認為恆星之間的空間是完全空的，但實際上被其他恆星的塵埃和氣體所佔據，這些恆星包括活恆星、死恆星和尚未出生的恆星。在整個銀河系中，一個方糖大小的空間體積平均只能容納一個原子，太陽系周圍的區域密度甚至更低。太陽風不斷地吹動推開系外粒子，但離太陽越遠，推力就越弱。幾百億公里後，系外粒子開始後退。日光層的末端是兩個推動平衡的地方，但這個界限到底在哪裡，它是什麼樣子的？
日光層的形狀：牛角麵包還是沙灘球？
因為整個太陽系都在星際空間中運動，所以日光層，實際上並不可能是一個球體。長期以來，物理學家將它的形狀比作彗星，在網上搜索日光層的圖像，你一定會找到下面這樣的圖片。
但在2015年，對此問題進行了近20年研究的波士頓大學天文學教授梅拉夫奧弗和她的同事利用一個新的計算機模型和旅行者1號太空船的數據得出了一個不同的結論：日光層實際上是一個新月形的形狀，實際上與牛角麵包沒有什麼不同。她的觀點引起了同行的激烈辯論與抨擊。在兩年之後，科學家根據卡西尼號宇宙飛船和旅行者1號和2號飛船的數據，得出結論：日光層實際上非常接近圓形和對稱：既不是彗星也不是牛角麵包，而是更像一個沙灘球。同樣，他們的結果一樣引起了巨大爭議。現在，梅拉夫奧弗和她的同事設計了一個新的日光層三維模型，可以將羊角麵包和沙灘球調和起來。
兩組粒子
與以往大多數假設太陽系內帶電粒子都徘徊在相同平均溫度附近的模型不同，新模型將粒子分成兩組。首先是直接來自太陽風的帶電粒子；其次是以電中性的形式漂移到太陽系中的粒子，它們不受磁場的偏轉，但隨後它們的電子被打掉。
“新視野”號宇宙飛船揭示了這些粒子在被太陽風攜帶並被其電場加速的過程中，其溫度比普通太陽風粒子高出數十萬倍。分別對這兩組粒子的溫度、密度和速度進行建模，研究人員發現了它們對日光層形狀的巨大影響。新模型看起來與經典的彗星模型大不相同。但事實上，從表面上，兩者看起來更為相似，這取決於你如何定義日光層的邊緣。想象一下將灰度照片轉換為黑白照片：最終的圖像在很大程度上取決於你選擇哪種灰度作為黑白的分界線。
為什麼此項研究重要？
為什麼要研究日光層的形狀呢？太陽風和日光層能否成為生命配方中的關鍵成分？科研人員認為：如果我們想了解我們的環境，最好通過日光層，然後就是那些粉碎DNA的星際粒子。這些粒子對地球和其他星球上的生命意味著什麼？有些人認為它們可以幫助推動導致像我們這樣的生活的基因突變。在適當的數量下，它們會帶來變化，突變，使有機體進化，變得更加複雜。
到目前為止，只有“旅行者1號”和“旅行者2號”兩個航天器飛出了日光層，但由於它們是40多年前發射升空的，攜帶的是設計用於不同工作的舊時代的儀器。現在，我們需要一個新的星際探測器，獲取更多關於星際粒子的數據。
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