太阳系有个保护罩

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我们的太阳，和所有恒星一样，每时每刻都在向外辐射高能粒子流。这种粒子流就是太阳风。太阳风的势力范围遍及整个太阳系，超越所有行星的轨道，直至星际空间。


太阳风的威力，会随着与太阳距离的增加而变得越来越弱。在距离太阳相当于海王星和太阳距离两倍的宇宙空间中，太阳风已经变成了强弩之末。太阳风的势力范围如同一个气泡，把太阳系包裹在内。这个气泡外面是星际介质，而这个气泡就是所谓的日球层（heliosphere）。日球层和星际空间的边界，是所谓的日球层顶。我们可以把日球层顶，作为区分太阳系和星际空间的边界。


在理想状态下，日球层是一个完美的球形。因为太阳风会在三维空间中的所有方向上吹拂，并在每个方向和太阳距离完全相同的位置上停止。


但是现实并非如此。至少有一点不容忽视，即太阳并不是静止不动的。它拖着一家老小，围绕着银河系中心运动。因此科学家一直认为，日球层应该是水滴形的。面朝太阳前进方向的一头大，另外一头小。

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但日球层真的是水滴形的吗？


最近，一批来自全球各地的研究人员，通过分析旅行者1号、旅行者2号、新视野号、卡西尼号等探测器的数据，重建了日球层的真实形状。结果让人感到十分吃惊。日球层的真实形状十分诡异。很难说它究竟像什么。有人说它像一个凹凸不平、膨胀的羊角面包，也有人说它像条虫。


太阳日球层这种诡异形态与太阳系外围存在两组来源不同的高能粒子流有关。第一组就是太阳风，它们来自太阳表面；而第二组是来自星际空间的中性粒子流，它们在闯入太阳风的势力范围后失去了电子，成为带电的粒子移民者，与前者混杂在一起。


两组粒子互相之间会产生复杂的影响，导致太阳日球层的形态变得如此诡异。


认识日球层的形态意义重大，因为太阳不是宇宙中唯一的高能粒子源。宇宙空间充斥着辐射，太阳风对太阳系有相当重要的保护作用。它能保护地球生命脆弱的DNA免受伤害。而日球层的形态可以告诉我们，这种保护究竟是如何起作用的。