研究認為太陽壽命可能更長

近日，《天文學》刊發了中國科學院國家空間科學中心研究員路立等人的一篇題為《遙遠行星磁層的能量中性原子（ENA）成像模擬與太陽風ENA發射研討論》的研究論文。研究指出，中性原子探測器（IBEX-Hi）在月球共振軌道遙測掃描獲取的“ENA ribbon”圖像是否真的源于日球層頂，這涉及到評估整個太陽系太陽風粒子能量損失的規模，進而開啟了這項在行星際空間探尋更近的ENA輻射源的模擬研究。

據了解，美國發射了利用能量中性原子（ENA）遙測日球層內外的星際邊界探測者衛星（IBEX），2008年10月19日入軌。2009年，IBEX-Hi團隊在《科學》雜志上公布了一個轟動空間物理屆的意外重大發現，該儀器全天球掃描一年的累積圖像顯示出一條認為是來自約120天文單位（AU）以遠日球層頂的能量中性原子分布帶（ENA ribbon）。隨后，在接下來的十幾年里，美國及世界各國的空間物理學家們陸續撰文研討ENA ribbon來自日球層頂的理論依據和測量證據。他們勾絡出太陽風終止激波在日球層頂吹起了一個巨大的磁泡，以滿足ENA ribbon測量的ENA發射通量需求。并利用在地球公轉軌道上，迎向和背向，瞄準天頂同一區域的統計視差確定ENA發射源的距離約140 AU。

研究人員并未受限于這種先入為主的慣性思維定勢。他們發現ENA ribbon掃描圖像中峰值與谷值信號之間的過渡過于陡峭，不像是遙遠空間結構持續ENA發射的測量結果，更多地顯示出偶發ENA事件中其母本能量離子源的方向性運動特征。可是，不同能道的ENA測量微分通量幾乎同時達到峰值的現象與傳播距離120 AU的日球層頂發射的ENA信號嚴重背離。據此，研究人員認為，此類載荷能道間接收日球層頂信號的最小時差應該在60天以上，至少ENA ribbon掃描圖像中的峰值信號應該來自較近ENA發射源。

于是，研究人員利用行星磁層ENA模擬遙測的方式在行星際空間尋找更近的ENA輻射源。由于體量太小，太陽系內行星磁層發射的ENA信號均被排除。通常認為在行星際空間太陽風離子與磁場凍結在一起，與之對應的ENA輻射為“光學薄”。美國的ACE和WIND衛星2007年1月的一次聯合探測，曾在1 AU附近太陽風中觀測到一個離子擴散區。于是，他們在論文中提出了一個關于太陽風離子流“ENA發射錐”的全新概念。并依據中國嫦娥衛星的太陽風測量數據從量值上佐證了該太陽風離子流“ENA發射錐”存在的可能性。同時，他們在論文中設計的二維中性原子成像探測仿真方案，也為行星際太陽風離子擴散區所產生的ENA發射源遙測追蹤提供了有效可行的技術路線。

120 AU處日球層頂的巨形磁泡需要巨大通量的太陽風離子流來維持。然而，嫦娥衛星在1 AU附近的太陽風觀測僅僅發現了間歇性的太陽風離子流。由于從太陽拋射出的能量粒子是不可逆的，因此研究人員對太陽壽命持更樂觀的態度。