穿越太阳系星系风方向40年发生6度偏移

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据美国新科学家杂志网站报道，太阳系所处的宇宙环境可能远比我们此前想象的更加狂暴，我们正处于一个星际风暴之中，事实上太阳系至少已经在其中运行了4.5万年之久。这一结果是一项持续数十年的星际风暴研究项目得出的，近期这一研究项目发现这一星际风暴的“风向”似乎正在发生变化。

　　我们太阳系的边界一般是由所谓“日球层”定义的，这是一个由源自太阳的带电粒子构建的巨型“气泡”结构。正是由于这个“气泡”的保护，地球得以免遭大量星系际高能宇宙线的伤害，因此来自太阳系外部的高能带电粒子流方向上发生的变化将不会对地球产生显著的影响。

　　然而这样的变化却的确可以告诉我们很多有关我们所处星系际环境的信息。将我们包围的这个星系云团非常巨大但也非常稀疏，此前科学家们认为这一云团内部相对平静，并且我们所经受的这种来自外部的星际风吹拂方向也将在未来数百万年内保持稳定。

　　美国芝加哥大学的普里斯卡·弗里希(Priscilla Frisch)表示：“如果你将每次呼吸时吸入的气体均匀散布在从地球到距离最近的恒星之间的广袤空间之中，此时你所得到的气体密度大致就和包围我们太阳系的星际云密度相当。”

　　在短短数十年的时间尺度上就能观测到这种星际风方向的变化，说明要么这一星际云团内部极其狂暴不安，要么就说明我们再过短短1000年左右或许就将抵达其边缘并最终离开这一云团结构。

　　美国新罕布什尔大学的埃伯哈德·姆比尔斯(Eberhard Moebius)表示：“想象一下，如果你盯着天上的云团观察，你的视线对准云团中心位置，那么你或许不会察觉到什么变化。但是如果你的视线位置接近云团的边缘，外部则是吹拂的风，那么你或许就能察觉到一些形状，结构等细节上的变化。我们认为我们目前正在经历的过程与此相类似。”

　　太阳风向标

　　自上世纪70年代以来，天文学家们便已经大致知道我们的太阳系正处于一个直径大约有30光年的巨型星际云团之中。由于太阳系本身处于运动之中，这种运动造成星际粒子不断撞击太阳系边界的日球层。

　　这些星际粒子的大部分是带电的，因此它们中的绝大部分会被日球层所带的太阳磁场反弹回去。但是一些质量较大，电中性的粒子——主要是氦原子，则可以进入太阳系内部。这些氦原子和迎面而来的源自太阳的粒子流相互碰撞，产生一种在整个天空中都能观测到的极紫外波段荧光。

　　1972年，美国国防部卫星STP 72-1对这种荧光进行了监测，并发现它在当年11月份的强度较之当年6月份要高出10倍。而到了第二年的1月份前后它却又开始平息下来。后来的分析显示之所以会出现这一异常的峰值，是因为地球当时正穿越轨道上氦原子的集中堆积区域。

　　随着氦原子进入太阳系内部，它们的运行轨迹开始受到太阳引力场的作用而发生偏离，产生一种近似锥形的运行轨迹线。这种锥形轨迹便成了一个风向标，可以让我们反推出其进入太阳系时的原始方向。1972年时，正是由于地球轨道运行中穿越这一圆锥形轨迹线。才出现了当年11月份的那次荧光强度骤增现象。

　　改变方向

　　然而，美国宇航局在2009年发射升空的星系边界探测器(IBEX)却又发现了一些奇异的现象：这股星际风的风向正在发生变化。IBEX一直以来都在采集空间中的氦原子样品，作为其考察并确认太阳系与星系空间之间边界位置努力的一部分。探测的结果令人意外，它发现相比70年代在11月份出现的峰值此时推迟了大约1周，在12月初才出现。这暗示在大约40年的时间尺度上这条粒子流的流向出现了大约6度的偏移。姆比尔斯表示：“我们并未料到在短短数十年的尺度上竟会出现如此显著的变化。这真是出人意料，从天文角度上来看，这实在是一个大大的惊喜。”

　　为了确认观察到的变化是真实存在的，弗里希和同事们收集了来自其它探测器的相关历史数据，包括来自上世纪70年代早期的极紫外波段测量数据，以及上世纪90年代由尤利西斯探测器采集的氦原子直接测量数据。通过对这些数据存档的分析，他们观察到一种明显的变化趋势真实地显现出来。

　　仍需进一步探讨

　　弗里希表示：“尽管此前已有一些线索表明太阳环境正在发生，而当我们将所有历史数据放在一起进行分析时，我们便可以非常清晰的确认这种变化确实已经发生了。”而至于这种变化究竟意味着什么，则仍然有待进一步探讨。我们或许正在接近星际云团的边缘，也或者我们仍然处于厚厚云团的包裹之中，正快速向着外部移动。

　　罗伯特·迈耶(Robert Meier)现在供职于美国弗吉尼亚州的乔治梅森大学，是当年参与了国防部STP 72-1卫星测量工作的研究人员之一，他表示：“有可能我们目前所观察到的现象并非意味着我们已经处于边缘。粒子流方向的改变可能意味着云团中某种结构的变化，就如河流中被一块岩石阻挡或是类似的情形。不识庐山真面目，只缘身在此山中。当你置身其中，你总是很难看清整件事情的面目。”

　　迈耶指出，将不同来源的数据进行对比时可能会存在一些问题，比如近期的一些数据中都没有包含这一星际云团中的原子与太阳来源粒子之间碰撞产生的弥散紫外荧光的测量值，相反，其中大多数都是直接对氦原子的浓度进行了测量。他建议我们如果可以重复1972年的观测，对今天的这种荧光现象再次进行观测并将这两个结果进行对比，这样的做法将会很有价值。