美国宇航局的星际边界资源管理器图表11年来改变了幽光圈

星际边界资源管理器（IBEX）。

远远超出行星的轨道躺在我们回家的空间中的磁气泡的朦胧轮廓。

这是幽光圈，被太阳磁场产生的巨大泡沫，包围所有的行星。这种宇宙泡沫的边界不是固定的。响应太阳的喘息和叹息，多年来他们缩小和伸展。

现在，科学家们已经使用了来自美国国家航空航天局的伊巴塞斯航天器的整个太阳能循环，研究了氦圈如何随时间变化。太阳循环持续大约11年，因为太阳从高度的季节摆动到低活动，再次又回到高位。凭借Ibex的悠久的记录，科学家们渴望检查太阳的情绪波动如何在幽光圈的边缘发挥作用。结果表明，完美的外缘岩石圈，巧妙地绘制了幽光圈的形状（近年来的辩论问题），并在其最令人费解的特征之一后面的过程中提示。这些调查结果以及新细微微调数据集发布于2020年6月10日的Astrophysicy Journal补充剂中。

IBEX，缺乏星际边界资源管理器，一直在观察到星际空间的边界超过11年，向我们展示了我们的宇宙社区适合银河系的其余部分。

“这是这个非常小的使命，”新泽西州普林斯顿大学任务的主要调查员David Mccomas说。Ibex与公共汽车轮胎一样大。“这一直非常成功，比预期的任何人更持久。我们幸运现在有一个整个太阳循环的观察。“

科学家们首次使用了来自美国国家航空航天局的伊巴塞斯航天器的整个太阳能循环，研究了氦圈的巨大磁泡，我们随着时间的推移而导致的变化。学分：美国宇航局的戈达德太空飞行中心/ Joy Ng

映射太阳系的边缘，一次一个粒子

氦圈充满了太阳风，来自太阳的带电粒子的恒定流动。太阳风在各个方向上冲出，每小时一百万英里，直到它抵御星际媒介，从其他恒星上填补它们之间的空间。

随着太阳通过星际媒体跋涉，它会产生热的，密集的波，就像船前面的波浪在船上穿过大海。我们的宇宙邻居被称为本地绒毛，为我们周围盛开的超级气体云。太阳风和局部绒毛满足的地方，形成了氦圈的边缘，称为HELIOPAUE。在里面，介于一个名为Heliosheath的动荡区域。

在该远处的空间区域中形成的粒子称为能量中性原子，或enaS，是Ibex调查的焦点。它们在热的带电粒子如太阳风中的热量的颗粒时产生，与狭义间隙流入的冷中性相撞。Zippy Solar Wind颗粒可以捕捉电子从垂亮的星际原子，成为中立的。

在ibex检测到它们之前，这些粒子的旅程始于很长时间。通过行星，经过小行星带和龙头皮带，到了氦圈的边缘，大约需要一年的太阳风大约需要一个阳光和地球之间的距离100倍。沿途，太阳风拾起了蠕动的外星状气体的电离原子，这些气体已经蠕动到了氦层。到达边缘的太阳风不是每一年离开太阳的风。

太阳能颗粒可能会六个月花费六个月的升温的混乱，螺旋圈之间的海湾两种外界。不可避免地，一些与星际气体碰撞并成为精力充沛的中性。它将中性粒子接近另一年的返回行程，遍历来自氦圈边缘的空间来达到Ibex - 如果颗粒恰好恰好朝向正确的方向前进。在形成的所有中性粒子中，只有一些实际上只使其成为ibex。整个旅行需要两到三年的IBEX观察范围内的最高能量粒子，甚至在较低的能量或更多的远处区域。

Ibex利用了像太阳磁场这样的中立原子的事实：新鲜中性颗粒在几乎直线上偏离碰撞。

Ibex对粒子进行调查，以指示他们的方向和能量。航天器仅检测到每隔一秒的一个。结果是星际边界的地图，从同样的原则制作，蝙蝠用来夜间偏离它的方式：监控传入的信号，以了解更多关于一个周围环境的信息。通过研究中性来自中性的地方，何时，伊博克可以追踪我们的氦圈的远程边界。

“我们很幸运能够从岩石圈内部观察这一点，”普林斯顿团队的访问科学家Justyna Sokol说。“这些是在非常小的距离处发生的过程。当你观察到很远的其他恒星时，你会观察光年的距离，从他们的朝鲜。“即使是阳光和氦圈的鼻子之间的距离与许多轻的岁月相比很小。

使用IBEX的11多年的数据，McComas和他的团队能够研究随着时间的推移而发展的变化，并且是理解我们在太空中的位置的关键。

太阳风是恒定的，但风不是稳定的。当风阵​​风时，螺旋圈像气球一样充气，中性粒子在外圈浪涌。当风平均时，气球合同;中性粒子dwindle。科学家们报道的中性粒子随后跷跷板持续两到三年后的风 - 反映了他们走向这个气球边缘的旅程。

“这项突出的普林斯顿研究员Jamey Szalay说：”这一效果需要这么多年来才能达到幽光圈的边缘。““对于我们拥有来自IBEX的这么多数据，最终允许我们制作这些长期相关性。”

塑造氦圈

从2009年到2014年，风吹响相当低，稳定，轻柔的微风。氦圈的合同。然后在太阳风中发出惊喜，好像太阳叹了叹息。2014年底，美国宇航局航天器轨道地球检测到太阳风压增加约50％（其余几年后它仍然很高）。

两年后，滚滚太阳风导致了Heliosheath中的一系列中性粒子。另外两年后，他们填满了氦圈的大部分鼻子。最终，他们在幽冥圈的北极和南极冠冕。

随着太阳通过星际媒体跋涉，它产生热，密集的波浪，就像在船上穿过大海的船上的波浪。在这个例证中，这是较深的蓝色边界。Ibex帮助科学家确定了螺旋圈的形状，有类似彗星的尾巴。

这些变化不对称。每个观察到的凹凸都追踪了幽冥圈的形状的怪癖。科学家惊讶于他们看到太阳风的潮汐浪潮推出了精神病。

“时间和中性颗粒真的涂上了对我们来说的距离的距离，”McComas说。

Ibex仍然没有观察到这种宇宙冲击从幽光圈的后端的效果，即点球虫。这意味着尾端远离太阳而不是前方;那些颗粒的旅程更长。也许太阳风浪涌仍然朝向尾部冲击，或者也许中性粒子已经回来了。在未来几年，伊巴塞队将观察他们从尾巴返回的迹象。

“自然为我们建立了这个完美的实验，让我们更好地理解这个边界，”Szalay说。“我们要看看这一件大事 - 太阳风推动的发生了什么。”

总的来说，这涂上了像彗星一样形状的旋转圈的图片。近年来，氦圈的形状是辩论问题。有些人认为我们在太空中的泡沫是球形的;其他人建议它更接近一个羊角面包。但在这项研究中，McComas说，IBEX数据清楚地表明了氦圈对太阳风推的反应是不对称的 - 所以氦层本身也必须不对称。太阳靠近前面，随着太阳落透空间，点火落后得多，就像彗星的条纹尾巴一样。

解决IBEX最大的难题

Ibex多年的数据也让科学家们更接近一个幽灵圈更令人费解的功能的解释，称为ibex色带。丝带仍然是IBEX最大的发现之一。2009年宣布，它是指高力中性的巨大，对角线，横跨氦圈的前面。这是令人困惑的科学家：为什么边界的任何部分应该与其余不同？

随着时间的推移，IBEX已经表明，色带的形式与形成星际天空的其余部分的形式不同。它由星际磁场的方向形状。但如何产生丝带粒子？现在，科学家们报告说，它很可能是一个次要的过程负责，导致某一组精力充沛的中性颗粒的旅程大致两倍。

丝带仍然是IBEX最大的发现之一。它是指高度高位中性的广阔，对角线，涂在氦圈的前面。

在成为充满活力的中性之后，而不是Ricochet返回到Ibex之后，这组颗粒将在反向的方向上呈现在重温和星际空间中。在那里，他们会味道味道，巡航，直到一些人不可避免地与传递带电粒子碰撞，再次失去电子，并变得与周围的磁场绑定。

另外两年左右，带电粒子可能再次碰撞，同行速度较慢，窃取了他们之前所做的电子。在这次短暂的迁移之后超越了氦圈，两次出生的精力充沛的中性可能最终会重新进入，回到家里。

扩展IBEX数据有助于科学家将丝带连接到粒子的长间隔之旅。形成色带的颗粒已经在观察到的其余中性颗粒的两年内有几年。当它来到太阳风飙升时，丝带在其余的旋转圈后又在两年后才能开始响应。

远远超过其两年的初始使命，Ibex将很快加入另一个美国国家航空航天局的使命，IMAP - 短暂的内部绘图和加速探测，其中McComas也是主要的调查员。特派团计划于2024年底推出。

“IMAP展示了一个完美的学习机会，具有极大的分辨率和敏感性，麦克马斯说，我们真正会对那里详细了解物理学。”

参考：“太阳循环成像全球幽光圈：2009-2019的星际边界资源管理器（IBEX）
观察由DJ McComas，M.Bzowski，MA Dayeh，R. Demajistre，Ho Funsten，Ph Janzen，I. Kowalska-Leszczyńska，Ma Kubiak，Na Schwadron，JMSokół，JR Szalay ，M. Tokumaru和EJ Zirnstein，6月10日，2020年6月10日，Astrophysical Journal Supparess.doi：
10.3847 / 1538-4365 / ab8dc2