激光网3月30日消息，日光层由太阳风、太阳瞬变和行星际磁场组成，充当我们太阳系的个人盾牌，保护行星免受银河宇宙射线的伤害。这些高能粒子从超新星等事件中向外加速，如果日球层没有大部分吸收它们，将造成巨大的破坏。
目前，科学界无法就这个受保护空间的边界或轮廓达成共识，他们正在探索星际探测器的任务概念，该探测器超越太阳的影响范围来回答这些问题。
密歇根大学领导的一项研究发表在《天文学与空间科学前沿》上，该研究提供了最大化科学测量的建议，以便从外部更好地了解我们家在日光层中的大小和形状。
“如果没有这样的任务，我们就像金鱼一样，试图从内部了解鱼缸，”密歇根大学博士后研究员、该研究的第一作者Sarah A. Spitzer说。
“我们想知道日光层如何保护宇航员和生命免受有害的银河系辐射，但当我们甚至不知道盾牌的形状时，这很难做到，”波士顿大学的研究科学家Marc Kornbleuth说。
根据这项研究，最好的出口路线是通过日球层尾端的一侧。
日光层与当地星际介质的相互作用形成了我们日光层的形状，并影响太阳系内空间环境的组成，包括近地。目前，模型预测日球层可能形成球形、拉伸形和新月形等形状。
如果不在日球层外进行额外的测量，就无法最终确定日球层的形状。
“未来的星际探测任务将是我们第一次有机会真正从外部看到我们的日光层，我们的家园，并更好地了解它在当地星际介质中的位置，”斯皮策说。
到目前为止，旅行者1号和2号航天器是唯一可能离开日光层的任务。现在，在1977年发射46年后，该航天器已经远远超出了其预定的任务寿命，并且无法再提供提高我们对日球层边界的理解所需的完整等离子体测量。
未来的星际探测任务旨在超越日光层，从当地的星际介质中收集样本。2021 年的任务概念报告涉及 1000 多名科学家的合作，讨论了有效载荷、运载火箭和各种轨迹的技术方面。然而，本报告假设探测器的轨迹与太阳尾的鼻子或太阳定向运动的前部接近45度，是最佳的。
为了挑战这一假设，研究小组分析了从鼻子到尾巴方向的六种可能的星际探测器轨迹的科学价值。研究人员得出结论，与日光层侧翼朝向尾部方向相交的轨迹将提供对日光层形状的最佳透视，并最大限度地提高科学产出。
“如果你想知道你的房子向后延伸了多远，走出前门，从前面的人行道上拍照可能不是你最好的选择。最好的方法是走出侧门，这样你就可以看到从前到后有多长，“Kornbleuth说。
此外，模型表明，星际等离子体可以通过尾部直接注入日球层，从而为日球层内外的星际等离子体采样提供了机会。为了更好地了解日光层与星际介质的相互作用，研究人员还建议在未来前往日光层远端的任务中收集科学测量结果。
“这种分析需要很大的毅力。它从小规模开始，逐渐发展成为社区的重要资源，“密西根大学气候与空间科学与工程教授、该研究的最后一位作者苏珊·莱普里说。
在其 46 年的旅程中，旅行者号宇宙飞船距离地球约 163 个天文单位。展望未来，未来的星际探测器将设计用于一项为期50年的任务，旨在旅行约400个天文单位，甚至可能持续约1000个天文单位，为我们的日光层和星际介质提供前所未有的视角。
