探索宇宙奧秘 · 理性思考

太陽有一個巨大的“泡泡”，叫“日球層”。它由太陽不斷向外噴射的帶電粒子流——也就是“太陽風”——吹拂而成。

這個泡泡非常巨大，遠遠超出冥王星的軌道，像一艘巨大的星際飛船，包裹著整個太陽系。它抵擋了來自銀河系深處的高能宇宙射線，是地球生命賴以生存的保護罩。

但有一個問題：我們身處泡泡內(nèi)部，永遠無法從外面看清它的全貌。它到底長什么樣？邊緣在哪里？形狀是否對稱？ 這些問題，科學家只能通過模型推算。

這一次，錢德拉望遠鏡立功了。它首次捕捉到一顆類太陽恒星的星周氣層，而且不是模糊的一個點，是一個有結構的、延伸開的清晰圖像。

約翰霍普金斯大學的凱里·利斯博士是研究負責人，他說：“我們研究太陽的日球層幾十年了，但一直無法從外面觀察。這顆恒星的氣層，就像一面鏡子，照出了太陽的過去?！?/p>

HD 61005的質量和溫度與太陽相當，但它的年齡只有大約1億歲。相比之下，太陽已經(jīng)是一位50億歲的中年恒星。

因為年輕，這顆恒星異?！氨┰辍?。它的恒星風速度比太陽快3倍，密度更是太陽風的25倍。如此強勁的呼吸，在它周圍吹出了一個巨大的氣泡。錢德拉的觀測顯示，這個氣泡的直徑，大約是日地距離的200倍。

哈佛-史密森天體物理中心的合著者斯科特·沃克打了個比方：“太陽每天都影響著我們，它的光、它的風，會干擾衛(wèi)星，威脅宇航員。研究這顆年輕恒星的氣層，能讓我們知道，太陽在幾十億年前，是如何‘暴躁’地影響早期地球的?！?/p>

“飛蛾”之所以能形成如此清晰的氣層，除了自身風大，還有一個重要原因：它所在的環(huán)境非常擁擠。

它周圍的星際物質密度，大約是太陽所處區(qū)域的1000倍。就像一個吹出的肥皂泡，如果周圍空氣不流動，泡泡就吹得大；如果周圍風大，泡泡就會被擠壓。

把太陽放到“飛蛾”的位置會怎樣？利斯博士算了一筆賬：如果太陽也身處如此致密的星際環(huán)境，我們的日球層會被壓縮到只有土星軌道那么大。

反過來，如果把“飛蛾”放到太陽的位置，它的星周氣層會比太陽的日球層寬10倍。

這種換位思考，讓科學家對太陽系的演化有了更具體的認知。太陽年輕時，可能也經(jīng)歷過類似的高密度星際環(huán)境，也擁有一個比現(xiàn)在大得多的保護罩。隨著太陽逐漸衰老，它的“風”減弱了，周圍的環(huán)境也變了，日球層才收縮成今天的樣子。

2024年發(fā)射的“愛因斯坦探針”（EP）衛(wèi)星，就是中國科學院領銜的重要項目。它雖然主要探測更劇烈的X射線暫現(xiàn)源，如超新星、黑洞潮汐瓦解事件，但其大視場監(jiān)測能力，為研究恒星的劇烈活動提供了獨特視角。

更重要的是，在理論模擬方面，中國的天體物理學家已經(jīng)開始深度參與恒星風與星際介質相互作用的數(shù)值模擬。利用“神威”等國產(chǎn)超算平臺，科學家可以對類似HD 61005的系統(tǒng)進行模型重構，推算其磁場結構、能量耗散機制。

“飛蛾”撲向恒星之火，我們則在火光中，看清了自己來的路。