科技日報實習記者 張佳欣
太陽系存在於一個“氣泡”中，空間物理學家稱這個“氣泡”為日光層。去年3月，總部設在波士頓大學的研究團隊揭示了日光層的形狀——其模型就像一個牛角麵包。最近，該團隊解釋了為什麼日光層是這種特殊的形狀，他們發表於《天體物理學雜誌》上的最新研究表明，從外部撞擊它的來自星際空間的中性氫粒子可能對塑造這種“牛角包”形狀發揮了關鍵作用。
太陽系可能具有牛角包麵包一般的形狀圖 來源：《科學警報》雜誌
中性氫粒子具有等量的正電荷和負電荷，因此呈電中性。它們使日球層噴流不穩定，並導致其向內彎曲。
日光層是太陽風、太陽輻射與星際介質（銀河系的氫氣和氦氣）相互作用而形成的結構，到達遠超過冥王星軌道之外的太陽系邊緣，形成了太陽的“影響力範圍”，在該範圍形成的保護“氣泡”裡，太陽系中的物體免受來自超新星的強大輻射。日光層是太陽系的重要組成部分，甚至可能是地球上所有生命出現的重要原因。科學家認為，如果沒有這個保護層，強大的宇宙輻射可能會增加地球生命和太空中的宇航員面臨的風險。因此，瞭解其工作原理極其重要。
在這項研究中，科學家分析了日光層噴流——從太陽兩極發出的兩個物質拋射，由太陽磁場和星際磁場相互作用形成。然而，它們不是筆直地射出，而是在星際氣流的推動下曲折而行，如同牛角麵包的角一樣。
這與在太空中觀察到的其他天體的噴流相似。而且，與其他噴流一樣，太陽的噴流也不穩定，導致日光層似乎也不穩定。
接著，研究人員用計算模型測試了他們的理論，即從太陽系外流動的中性氫粒子是導致日球層無法均勻流動的原因。在試圖證明這一概念的同時，他們進一步發現中性氫粒子與日光層的碰撞引發了一種稱為瑞利—泰勒不穩定性的現象。
當兩種不同密度的物質碰撞時，就會產生這一現象。較輕的物質推動較重的物質時，不規則形狀就形成了。研究人員發現，在太陽系日光層中，正是中性粒子和離子之間的阻力造就了這種牛角麵包的形狀。
研究人員表示，這是一項重大突破，該模型“為日光層的形狀提供了第一個清晰的解釋，可能會影響我們對星系宇宙射線如何進入地球和近地環境的理解”。
編輯：王宇
稽核：朱麗
