太阳系正穿越神秘“星系风暴” 已持续超4.5万年[1P]

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太阳系穿越异常巨大且稀薄的气体云。

北京时间9月11日消息，新科学家报道，太阳系目前正在穿过一片比我们想象的更加复杂的“星系风暴”群，它甚至可能穿越巨大的气体云，后者比我们在过去4.5万年经历的还要巨大。这基于科学家对猛撞冲击太阳系的恒星云的几十年调查结果，后者揭示了太阳风方向的意外改变。

太阳系的边缘被笼统的定义为日光层，一个由太阳流出的带电粒子组成的巨大磁性气泡，这个气泡屏蔽了地球不受到恒星风的干扰，因此恒星风方向的改变对地球表面的影响非常细微。然而，方向的改变的确为我们提供了有关星系周围环境令人惊讶的事实。这团气体云非常巨大和分散，之前的研究显示它可能相对平静，且恒星风的方向会保持在同一方向长达数百万年。

“如果你抓一把地球上的空气，并把它拉伸至最近的一颗恒星，由此形成的密度和这片气体云相当。”美国芝加哥大学的普里西拉·弗里施(Priscilla Frisch)这样说道。事实上，恒星风方向在数十年的时间内就发生改变，这意味着恒星风内部要不是异常的混乱，要不就是太阳系只需要1000年左右的时间就能摆脱它。

“想象一下你抬头仰望天空的云，如果你处于其中，就不会感觉到太大的变化，” 美国新罕布什尔州达勒姆大学的研究人员埃伯哈德·莫比斯（Eberhard Moebius）这样说道。“但是当你观察由风推动的云的边界，你能看到精细的结构变得模糊，且到处摇摆，我认为这可能与这些混乱的结构有关。”

太阳风

自20世纪70年代起，我们知道太阳系正穿过一片30光年宽、位于银河系边缘的恒星气体云。太阳穿越气体云的运动创造了明显的恒星粒子风，后者猛烈撞击着日光层。大多数恒星风粒子都带电，因此受到太阳磁场的作用而在日光层附近偏转。但有些较重的中性原子——主要是氦——却能够进入日光层。这些氦原子散射了来自太阳的带电粒子并在超紫外线波长上创造了漫射的光芒，在整个天空中清晰可见。

美国国防部STP 72-1卫星在1972年发现了这片光芒，并发现11月晚期恒星风的强度比6月时的增加了10倍。在1月左右，恒星风又平静下来。这种现象的发生是因为地球环绕太阳时经过了中性氦原子堆积物。随着来自恒星风的氦原子进入日光层，它的轨迹因太阳引力作用而发生弯曲，从而形成圆锥形的顺风恒星粒子流。这个圆锥就像风向袋，揭示了恒星风的方向。

风向的改变

然而，美国宇航局2009年发布的星际边界探测器（IBEX）发现了某些奇怪的现象：恒星风的方向发生改变。IBEX一直在收集恒星风的中性氦原子样本，作为绘制太阳系和银河系其他部分边界的任务的一部分。它的读数显示，恒星风强度的骤升并非发生在11月晚期，也即地球路径太阳氦尾时，而是一周之后，也即12月初。这暗示着在40年内风的方向就已经改变了6度。

“我们并没有意料到在几十年的时间内，能够发现任何明显变化的指示。” 莫比斯说道。“从天文学的角度看这真是出人意料。”为了确定这种改变是真实的，弗里施和同事搜集了其它9艘宇宙飞船获得的历史数据，包括自20世纪70年代开始的原始超紫外线测量，以及20世纪90年代尤利西斯飞船的直接氦测量。科学家发现了统计上显著的趋势。

进退两难

“虽然出现了某些太阳环境正在发生改变的暗示，但我们将历史数据拼在一起时，我们可以确定的称这些改变的确发生了，” 弗里施说道。然而，这些改变究竟意味着什么仍备受争议。它或者暗示着我们接近气体云的边缘，或者我们仍然在努力的穿越这片恒星风暴。

“我们看到的结构其实并非是恒星风暴的边缘，这完全有可能，” 美国弗吉尼亚州费尔法克斯乔治梅森大学的罗伯特·迈耶（Robert Meier）这样说道，他曾帮助进行最初的STP72-1测量。“湍流中方向的改变可能意味着你靠近岸边了，或者在溪流中央有一块大石头。当你深陷其中时，想要查明具体发生了什么往往非常困难。”

迈耶补充说道对比不同类型的数据也存在一个问题。近期的宇宙飞船都没有观测气体云里的原子与太阳粒子相互作用时产生的散射紫外线光。相反，大多数都是对氦原子的测量。如果我们能够创造现在的紫外线光地图并与DoD卫星1972年获得的数据相对比，那么或可能解决这个问题。“在现代获得反向散射的测量数据将是决定性的，它们要不就是在同一方向，要不就是背道而驰。”