当越过日球层顶时 ， 可以观察到介质参数的变化 ， 包括磁场 。 日球层充满了太阳风等离子体和它自己的磁场 ， 而在日球层外有星际等离子体、星际质子与电子和星际磁场 。
在离恒星这么远的地方 ， 太阳磁场的力线是什么样子的？
打一个比方 ， 人们可以想象太阳是一个偶极子 。 然后 ， 太阳在其轴上旋转 ， 这就是为什么从它发出的磁场线扭曲成螺旋的原因 。 还有必要考虑到磁场被“冻结”到等离子体中 ， 也就是说 ， 在这种情况下 ， 它与太阳风有关 。 因此 ， 磁场随着带电粒子流从恒星飞离而传播 。
在第一个边界 ， 日球层冲击层表现出磁场的变化 ， 但只是它略微增加 ， 场线转移 ， 它们的方向改变 。 然而 ， 这些变化在理论模型中得到了很好的描述 ， 所以在这个意义上 ， 旅行者号的数据并没有给人带来惊喜 。
但在日光层的边缘会发生什么？在第二个边界附近 ， 磁场线变得非常频繁 ， 磁场呈现出相当复杂的结构 。 当时人们认为 ， 外部的磁场不应以任何方式与内部的磁场相连 ， 因此他们预计在穿过日球层顶时磁场方向会发生急剧变化 。
日球层顶外的第一个现场数据来自旅行者1号 ， 当时它在2012年穿越了日球层顶 。 事实证明 ， 场内和场外的方向是差不多的 。 这是出乎意料的 ， 甚至让人怀疑所宣称的穿越日光层的真实性 。 航天器还注意到场面的快速增长 ， 约为1.5倍 。 现在旅行者2号已经证实了这些结果：在测量误差范围内 ， 穿过日球层顶时磁场的方向不会改变 。
相对于之前从旅行者1号那里知道的数据 ， 旅行者2号获得了哪些新数据？最重要的是 ， 旅行者2号有直接测量等离子体参数的仪器 ， 它的密度和速度 ， 从中也可以估计出温度 。 旅行者1号没有这个仪器 ， 它从1980年起就已经坏了 。 因此 ， 当旅行者1号越过日光层时 ， 对这些数量的所有测量都是间接的 ， 该设备只测量了磁场和粒子通量 。 在旅行者2号上 ， 这些仪器都在工作 ， 所以有明显更多的数据 。 我们现在确切地知道了太阳风在接近日光顶时的表现 ， 这些数据对正在建立适当模型的理论家来说是很有用的 。
大家或许认为 ， 在太阳系中 ， 距离太阳愈远 ， 温度越低 ， 比如冥王星的表面温度大约在-238到-218℃之间 。 可是在太阳风泡的边界可能会出现例外 。 运行中的仪器使旅行者2号能够估计出日光层外等离子体的温度 ， 结果是3-5万开尔文高温 。 这一信息是新的和有趣的 ， 因为现有的数字模型给出了不同的温度 ， 现在有可能使用测量数据来验证模型 。
5万开尔文接近于5万摄氏度
根据旅行者2号的数据 ， 刚过日球层顶的受干扰星际等离子体中的质子浓度为每立方厘米0.039个粒子 ， 而旅行者1号测得的是0.055个 。 这与理论上的估计基本一致 。 相对于外日光层每立方厘米0.002个颗粒的典型值 ， 密度增加了约20倍 。
在已发表的文章中 ， 没有关于直接测量日球层顶后面的等离子体速度和密度的数据 ， 这与技术问题和探针方向不成功有关 。 也许在未来 ， 科学家们将能够进行这些测量 。
由于这些航天器的存在 ， 我们知道了到日球层顶的距离：旅行者1号为121.6天文单位 ， 旅行者2号为119.7天文单位 。 这个差异是由于探测器方向的不同 ， 可以用来估计日球层形状的不对称性 。
这些卫星测量了日球层外的磁场 ， 旅行者1号显示0.49纳特斯拉 ， 旅行者2号显示0.68纳特斯拉 。 这也是一个有趣的新事实 ， 理论家将试图根据数值模拟来解释 。 这种差异是由于紧跟在日光顶后面的星际介质受到扰动 ， 仍然感受到太阳风的影响 ， 所以日光顶的不同部分的场值可能有所不同 。
根据旅行者2号的银河宇宙射线（顶部）和太阳风（底部）的粒子浓度图表 。 2018年11月发生了明显的戏剧性变化
另外 ， 当旅行者1号越过日球层时 ， 它发现一些高能量的星际粒子 ， 连同外部磁场一起 ， 正在向日光层内部轻微渗透 。 事实证明 ， 日球层边界不是很薄 ， 有一些结构具有明显的厚度 。
旅行者2号的情况正好相反：在它的情况下 ， 日球层足够薄 ， 它在不到一天的时间内就越过了日球层 ， 在日球层之外 ， 它探测到了太阳源性粒子的通量 ， 这是由它们的能量决定的 ， 这些能量低于预期 。
也就是说 ， 在旅行者1号旁边 ， 星际粒子在日球层顶内移动 ， 而旅行者2号则在外面探测到太阳粒子 。 这些都是来自直接测量的数据 。 它们是通过模型计算来解释的 ， 但在这些作品中 ， 情况并非如此 ， 他们专门致力于测量 。
推荐阅读
- 135亿年前的景象：韦布望远镜几乎已经看到了时空的尽头
- 美国将8只白鼠放进“乐园”，繁衍1588天后，白鼠对交配失去兴趣
- 科学家早就找到了免费能源，却被禁止研究和使用，这是不是真的？
- 如果宇宙中所有的黑洞同时相撞，会发生什么？科学家给出答案
- 新研究：古老的蝾螈在神秘的岩石中隐藏了50年
- 揭开200多万年前古人类的“神秘面纱”，非洲未必是人类唯一起源
- 科学疯子：凭一己之力单挑整个医学界，30年后才被证明句句属实
- ?美俄科学家为什么要想炸掉月球，地球才会安全，他们发现了什么？
- 在野生动物世界里，寻找一份宁静