揭秘日光層形狀

來自太陽的風和輻射向外流動到星際空間，創造了一個受太陽影響的邊界，在這個邊界內，太陽系中的星球能夠不受強大宇宙輻射的傷害，這個邊界被稱為日光層，了解它是如何工作，是了解我們太陽系的一個重要部分。美國馬里蘭大學天體物理學家德雷克日前指出，通過天文學探測器的數據，科學家們確定，日光層的形狀可能有點像一個奇怪的宇宙羊角麵包。

德雷克表示，為進一步研究日光層的形狀，研究團隊已經弄清楚了原因：從星際空間流入太陽系的中性氫粒子可能在塑造日光層的形狀方面發揮關鍵作用。研究團隊早前調查日光層噴流，這些是由太陽磁場和星際磁場的相互作用而形成的從太陽兩極噴出的物質噴流。不過，它們不是筆直地射出，而是在星際流的推動下彎曲，就像羊角麵包一樣。這與在太空中觀察到的其他天體物理噴流相似，而且和其他噴流一樣，太陽的噴流也不穩定。由太陽塑造的日光層似乎也不穩定。

波士頓大學天體物理學家奧弗解釋說：“我們看到這些噴流以不規則的柱狀噴射，天體物理學家們多年來一直想知道這些形狀存在不穩定性的原因。” 研究團隊使用了電腦建模，重點研究中性氫原子——即不帶電荷的氫原子。我們知道在太陽系中存在的氣流在宇宙中穿梭，但不知道它們會對日光層產生甚麼影響。當研究人員從他們的模型中取出中性原子時，太陽噴流突然變得穩定了。然後研究人員再把它們放回去。

“當我把它們放回去時，噴流開始彎曲，中心軸開始擺動，這意味着日光層噴流內部的某些東西變得非常不穩定。”奧弗說。根據分析，這是因為中性氫與日鞘（日光層的外部區域）中的電離物質發生了相互作用。這就產生了不穩定性，也就是當較輕的流體推入較重的流體時，發生在兩種密度不同的流體之間的界面上的不穩定性，這在日光層的尾部產生了大規模的湍流。

奧弗還指出，以上是對日光層形狀的一個清晰而優雅的解釋，可能會對我們理解銀河宇宙射線進入太陽系的方式產生影響。反過來，這可以幫助我們更好地了解太陽系的輻射環境，地球的保護磁場和大氣層之外。

“宇宙並不平靜的。我們的模型並不試圖切斷混亂，這讓我能夠準確地找到日光層不穩定的原因——中性氫粒子。”奧弗說，“這一發現是一個真正的重大突破，它為我們設定了一個方向，即發現為甚麼我們的模型能形成獨特的羊角形日光層，而為甚麼其他模型沒有。”

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