利用來(lái)自美國(guó)宇航局旅行者號(hào)航天器的銀河宇宙射線(xiàn)的觀(guān)測(cè)結(jié)果，科學(xué)家計(jì)算了太陽(yáng)系外圍區(qū)域(稱(chēng)為日鞘)中粒子的總壓力。在接近90億英里的地方，這個(gè)區(qū)域很難研究。但是旅行者號(hào)飛船的獨(dú)特定位和太陽(yáng)事件的適當(dāng)時(shí)機(jī)使對(duì)日鞘的測(cè)量成為可能。結(jié)果有助于科學(xué)家了解太陽(yáng)如何與周?chē)h(huán)境相互作用。

新澤西普林斯頓大學(xué)的天文學(xué)家，新研究的主要作者杰米·蘭金(Jamie Rankin)表示：“將以前的研究所得的知識(shí)加總起來(lái)，我們發(fā)現(xiàn)我們的新價(jià)值仍比迄今為止測(cè)得的價(jià)值還要大。”“它說(shuō)，目前還沒(méi)有考慮到壓力的其他一些方面可能會(huì)有所貢獻(xiàn)。”

在地球上，氣壓是由重力吸引的空氣分子產(chǎn)生的。在太空中，還有離子和電子等粒子所產(chǎn)生的壓力。這些被太陽(yáng)加熱和加速的粒子形成了一個(gè)巨大的氣球，稱(chēng)為日球?qū)?，延伸了?shù)百英里，經(jīng)過(guò)了冥王星。該區(qū)域的邊緣是太陽(yáng)的磁力影響結(jié)束的地方，在該邊緣處，太陽(yáng)的影響被其他恒星和星際空間的粒子的壓力所克服。(它的引力影響范圍更遠(yuǎn)，因此太陽(yáng)系本身也范圍更遠(yuǎn)。)

為了測(cè)量日鞘的壓力，科學(xué)家們使用了旅行者號(hào)飛船，自1977年以來(lái)，旅行者號(hào)一直穩(wěn)定地離開(kāi)太陽(yáng)系。在觀(guān)測(cè)時(shí)，旅行者1號(hào)已經(jīng)在星際空間的太陽(yáng)系層外，而旅行者2號(hào)仍留在日鞘中。

蘭金說(shuō)：“這次活動(dòng)確實(shí)有一個(gè)獨(dú)特的時(shí)機(jī)，因?yàn)槲覀兪窃诼眯姓?號(hào)進(jìn)入當(dāng)?shù)匦请H空間后才看到的。”“雖然這是旅行者號(hào)首次看到的事件，但我們?nèi)钥梢岳^續(xù)觀(guān)察數(shù)據(jù)中的更多內(nèi)容，以觀(guān)察日鞘和星際空間中的事物如何隨時(shí)間變化。”

科學(xué)家使用了一個(gè)稱(chēng)為全球合并相互作用區(qū)域的事件，該事件是由太陽(yáng)活動(dòng)引起的。太陽(yáng)會(huì)定期爆發(fā)，并像冠狀物質(zhì)拋射一樣釋放出巨大的粒子爆發(fā)。隨著一系列此類(lèi)事件傳播到太空，它們可以合并成一個(gè)巨大的前沿，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)推動(dòng)的等離子體波。

當(dāng)這樣的波浪在2012年到達(dá)日鞘時(shí)，被旅行者2號(hào)發(fā)現(xiàn)。該波浪使銀河系宇宙射線(xiàn)的數(shù)量暫時(shí)減少。四個(gè)月后，科學(xué)家在星際空間中跨過(guò)太陽(yáng)系邊界的旅行者1號(hào)觀(guān)測(cè)到的觀(guān)測(cè)值也出現(xiàn)了類(lèi)似的下降。

了解了航天器之間的距離后，他們就可以計(jì)算出日鞘的壓力以及聲速。在日鞘中，聲音以每秒300公里的速度傳播，這比通過(guò)空氣傳播的速度快一千倍。

科學(xué)家指出，兩架航天器的銀河宇宙射線(xiàn)變化并不完全相同。在日鞘內(nèi)部的旅行者2號(hào)上，宇宙飛船周?chē)鱾€(gè)方向的宇宙射線(xiàn)數(shù)量都減少了。但是在旅行者1號(hào)，在太陽(yáng)系外，只有垂直于該區(qū)域磁場(chǎng)傳播的銀河宇宙射線(xiàn)減少了。這種不對(duì)稱(chēng)性表明，當(dāng)波穿過(guò)太陽(yáng)系邊界傳播時(shí)，會(huì)發(fā)生某些事情。

蘭金說(shuō)：“試圖了解為什么在日光鞘內(nèi)外宇宙射線(xiàn)的變化是不同的，這仍然是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。”

研究太陽(yáng)系邊界區(qū)域內(nèi)的壓力和聲速可以幫助科學(xué)家了解太陽(yáng)如何影響星際空間。這不僅使我們了解了自己的太陽(yáng)系，還使我們了解了其他恒星和行星系統(tǒng)周?chē)膭?dòng)力學(xué)。