最近距离225亿公里，最远525亿公里，太阳系真的是子弹形状的吗？|太阳风|日球层|太阳系

　　想要描述太阳系的形状，首先要知道太阳系的边界在哪里。如果按照太阳的引力范围来界定的话，那么很显然，太阳系是一个球状结构，因为引力在各个方向上都是相同的。

　　不过，科学家们还有一种界定太阳系边界的规则，那就是日球层的边界，以及日球层顶。如果想要描述这个边界，那就非常困难了。

　　我们知道，太阳在发出光和热的同时，还会向宇宙空间释放出大量的高能粒子，这就是所谓的太阳风。太阳风的威力与距离成反比，在距离太阳过远的地方就会成为强弩之末。

　　而在太阳系之外的宇宙空间，也有着大量来自于宇宙的辐射。在距离太阳一定范围的位置上，太阳风和宇宙辐射就会达到平衡，这里就是日球层顶，其内部就是太阳系日球层，外面的空间就被称为星际空间了。

　　迄今为止，人类一共有两个探测器突破了日球层顶，那就是NASA的旅行者1号和2号探测器。它们花了几十年的时间，分别在距离太阳121和119个天文单位时正式确认进入了星际空间。

　　如果以日球层顶为太阳系的边界，那么太阳系的形状就很难确定了。毕竟只有这两个探测器测量过这个边界的两个点所在的位置，而整个边界如此巨大，根本不可能仅仅靠这两个点就能确定形状。

　　按照正常的思考，太阳风在各个方向上也是相同的。如果是这样的，那么太阳系的形状应该还是球状的。并且，根据两个旅行者号探测器的研究结果，日球层顶的半径大约是120个天文单位（约180亿公里），厚度大约是0.5个天文单位。

　　实际情况并不是这样的。银河系内到处都有宇宙辐射，我们的太阳系就像是在一个充满了辐射的海洋中穿行一样。如果是这种情况，那么太阳系前方承受着宇宙辐射的压力就会变扁，后方没有压力就会拉长，所以太阳系整体就像是海水中穿行的鱼雷所留下的痕迹，或者说是像彗星一样的形状。目前我们看到的大部分日球层形状的图片，基本都是以这个理论为参照的。

　　这个理论听起来也挺靠谱的，不过还是有人提出了质疑。波士顿大学天文学教授Merav Opher在利用NASA的星际边界探索者（IBEX）获得的数据进行观测后，得到了不一样的结果。IBEX是一颗天文卫星，可以在地球轨道上对日球层进行观测。Opher利用IBEX的数据分析后发现，太阳系日球层大概是羊角包的形状，也就是下面这样——

　　所以，到底哪一个形状才是真实的呢？

　　最近，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的天文学家Dan Reisenfeld利用IBEX卫星的数据，对日球层的形状进行了新的分析，绘制了一个全新的太阳系三维地图。

　　IBEX卫星可以检测到一种名为高能中性原子的粒子，这可以帮助科学家们对太阳风进行了解。所谓的高能中性原子，是太阳风里的粒子和宇宙辐射中的粒子相互碰撞所产生的。太阳辐射的强度是有强弱变化的，所以太阳风的能量也会有起伏，这就导致高能中性原子的信号强度也会受到影响。

　　研究人员指出，信号的强弱以及发射及接收之间的时间差，可以帮助我们绘制障碍物的形状和距离。只要我们对信号进行分析，就能够绘制日球层的三维形状。从某种意义上来讲，这就类似于蝙蝠通过超声波探测前方地形的原理。

　　Reisenfeld描述说：“太阳风所发出的‘信号’有强度上的变化，最终形成了一种特殊的形状。根据高能中性原子的能量以及IBEX观测日球层的方向不同，经过2-6年的时间，IBEX就可以从返回的高能中性原子信号中看到这个形状。而这个时间上的区别，就代表了我们与观测方向上的高能中性原子源之间的距离。”

　　研究团队整理了整整一个太阳周期的IBEX数据，也就是从2009年开始，到2019年结束的太阳活动第24周期，以确保观测的完整性和可靠性。虽然这个结果仍然不敢说完全准确，但至少已经大体上描述了日球层的形状。