利用來自美國宇航局旅行者號航天器的銀河宇宙射線的觀測結(jié)果，科學家計算了太陽系外圍區(qū)域(稱為日鞘)中粒子的總壓力。在接近90億英里的地方，這個區(qū)域很難研究。但是旅行者號飛船的獨特定位和太陽事件的適當時機使對日鞘的測量成為可能。結(jié)果有助于科學家了解太陽如何與周圍環(huán)境相互作用。

新澤西普林斯頓大學的天文學家，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加總起來，我們發(fā)現(xiàn)我們的新價值仍比迄今為止測得的價值還要大。”“它說，目前還沒有考慮到壓力的其他一些方面可能會有所貢獻。”

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。這些被太陽加熱和加速的粒子形成了一個巨大的氣球，稱為日球?qū)樱由炝藬?shù)百英里，經(jīng)過了冥王星。該區(qū)域的邊緣是太陽的磁力影響結(jié)束的地方，在該邊緣處，太陽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，因此太陽系本身也范圍更遠。)

為了測量日鞘的壓力，科學家們使用了旅行者號飛船，自1977年以來，旅行者號一直穩(wěn)定地離開太陽系。在觀測時，旅行者1號已經(jīng)在星際空間的太陽系層外，而旅行者2號仍留在日鞘中。

蘭金說：“這次活動確實有一個獨特的時機，因為我們是在旅行者1號進入當?shù)匦请H空間后才看到的。”“雖然這是旅行者號首次看到的事件，但我們?nèi)钥梢岳^續(xù)觀察數(shù)據(jù)中的更多內(nèi)容，以觀察日鞘和星際空間中的事物如何隨時間變化。”

科學家使用了一個稱為全球合并相互作用區(qū)域的事件，該事件是由太陽活動引起的。太陽會定期爆發(fā)，并像冠狀物質(zhì)拋射一樣釋放出巨大的粒子爆發(fā)。隨著一系列此類事件傳播到太空，它們可以合并成一個巨大的前沿，從而產(chǎn)生磁場推動的等離子體波。

當這樣的波浪在2012年到達日鞘時，被旅行者2號發(fā)現(xiàn)。該波浪使銀河系宇宙射線的數(shù)量暫時減少。四個月后，科學家在星際空間中跨過太陽系邊界的旅行者1號觀測到的觀測值也出現(xiàn)了類似的下降。

了解了航天器之間的距離后，他們就可以計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，這比通過空氣傳播的速度快一千倍。

科學家指出，兩架航天器的銀河宇宙射線變化并不完全相同。在日鞘內(nèi)部的旅行者2號上，宇宙飛船周圍各個方向的宇宙射線數(shù)量都減少了。但是在旅行者1號，在太陽系外，只有垂直于該區(qū)域磁場傳播的銀河宇宙射線減少了。這種不對稱性表明，當波穿過太陽系邊界傳播時，會發(fā)生某些事情。

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

研究太陽系邊界區(qū)域內(nèi)的壓力和聲速可以幫助科學家了解太陽如何影響星際空間。這不僅使我們了解了自己的太陽系，還使我們了解了其他恒星和行星系統(tǒng)周圍的動力學。