恒星|太空探索：太阳系以外的神奇世界——“旅行者”号为你揭开秘密( 二 ) 中子星|黑洞|钻石

这可不是一项简单的任务。与整个银河系相比，我们的太阳系就像比漂浮在太平洋中央的一粒米还要小的东西。然而，太阳圈（日球层）的外边缘仍然是非常的遥远，以至于两艘航天器“旅行者1号”和“旅行者2号”从地球起飞后，花了40多年时间才到达这里。
以较直的路线穿过太阳系的旅行者1号在2012年率先进入星际空间，接着旅行者2号在2018年也进入星际空间。目前，两个航天器分别离地球约130亿英里和110亿英里，还在继续向外飞离，进入离太阳系更远的外太空。两艘航天器在飞离太阳系之同时，也发回地球更多数据。

这两个已经“年逾不惑”的太空探测器揭示了太阳圈和星际介质之间的边界的真面貌，这为我们了解太阳系是如何形成的以及地球上生命何以能够存在提供了新的线索。实际上，我们太阳系的边缘并不是一个清晰的边界，而是搅动着旋转的磁场、碰撞的恒星风暴、高能粒子风暴和旋转辐射的活跃混沌带。
太阳圈气泡的大小和形状会随着太阳风输出的变化而改变，也会随着太阳系穿越星际介质的不同区域而改变。当太阳风上升或下降时，也会改变太阳圈气泡所受到的外在压力。
2014年，太阳的活动激增，生成了一场席卷行星际空间的太阳风暴。风暴以每秒800公里的速度首先冲击水星和金星。两天之后，穿越1亿5千万公里，太阳风暴包围了地球，但很幸运的是，我们地球的磁场能够阻挡太阳风，保护地球生命免受太阳风的强大辐射破坏。
一天后，这波强大的太阳风暴从火星呼啸而过，穿过小行星带，朝着遥远的气态巨行星（木星、土星、天王星）而去。两个多月后，又扑向海王星，海王星的轨道距离太阳近45亿公里。
经过6个多月的时间，这股太阳风暴终于到达了距离太阳130多亿公里，被称为“终端激波”的空间。在这里，推动太阳风的太阳磁场已变得很微弱，以至于星际介质的压力与太阳风相互作用，使得风暴速度减缓。
到达终端激波带的太阳风暴速度减慢到不及之前的一半，犹如大西洋飓风减弱为热带风暴。 2015年底，这场太阳风暴追上了体积如一辆小型汽车、形状不规则的旅行者2号。旅行者2号中由缓慢衰变的钚电池驱动、“高龄”四旬的感应器勘测到了这场太阳风暴，发现太阳风等离子体量暴增。
然后探测器将数据传回地球，即使是以光速传输，也要花18个小时才能到达地球。天文学家之所以能收到旅行者号的信息，多亏了巨大的70米高的碟形卫星阵列和先进的技术，这些技术在旅行者号1977年离开地球时是还是无法想象的，更不用说发明了。
这场太阳风暴与旅行者2号相遇时，这个太空探测器还在我们的太阳系中。一年多后，太阳风暴最后的垂死余风也追上了早在2012年已进入星际空间的。
这两个太空探测器穿越太阳系走的是不同路线，一个位于太阳系黄道平面上方30度的方向，另一个则位于黄道下方30度。 2014年爆发的这场太阳风暴在不同的时间及不同的区域与两个旅行者号前后相遇，这为研究太阳风层顶（heliopause ，也翻译为日球层顶，即太阳风遭遇星际介质而停滞的边界）的性质提供了有用的线索。

旅行者号传回的数据显示，这个称为太阳风层顶的湍流边界有几百万公里厚，覆盖着表面积达数十亿平方公里的太阳圈（日球层）。
太阳圈（日球层）也大得出乎意料，这表明银河系这部分的星际介质密度比人们想象的要低。太阳在银河系的星际空间中运行时会切割出一条路径，就像一艘船在水中航行留下一个“弓形波浪”一样，在它后面也形成一个尾迹，可能带有一个或多个类似于彗星形状的尾巴。两艘旅行者号都是从太阳圈气泡的“鼻子”处起飞，因此没有提供任何太阳圈尾巴的数据。普洛沃尼科娃说， “根据旅行者号的数据估计，太阳风层顶大约有一个天文单位厚。但这不是太阳圈真的表面。这是一个有着复杂活动的区域。我们不知道那里发生了什么。 ”一个天文单位代表地球和太阳之间的平均距离，为9300万英里。
在这个太阳系和星际空间之间的边界区域，不仅有太阳风和星际风（interstellar wind ，来自星际空间的粒子流）相互冲撞拉扯产生的湍流，而且太阳风和星际介质的粒子似乎还会交换电荷和动量。结果，部分星际介质会转化为太阳风，从而能增加太阳圈气泡向外的推力。