洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家、该论文的第一作者丹·赖森菲尔德说：“多年来，物理模型已经将这一边界理论化了。”该论文发表在今天的《天体物理学杂志》上。“但这是我们第一次真正能够测量它并制作它的三维地图。”

日光层是由太阳风形成的气泡，太阳风是一种主要由质子、电子和 α 粒子组成的流，从太阳延伸到星际空间，保护地球免受有害的星际辐射。

Reisenfeld 和其他科学家团队使用了来自美国宇航局地球轨道星际边界探测器 (IBEX) 卫星的数据，该卫星探测来自日鞘的粒子，日鞘是太阳系和星际空间之间的边界层。该团队能够绘制出该区域的边缘——一个称为日光层顶的区域。在这里，向星际空间推进的太阳风与向太阳推进的星际风发生碰撞。

为了进行这种测量，他们使用了一种类似于蝙蝠使用声纳的技术。“正如蝙蝠向各个方向发出声纳脉冲并使用返回信号创建其周围环境的心理地图一样，我们使用向各个方向传播的太阳太阳风来创建日球层地图，”Reisenfeld 说.

他们通过使用 IBEX 卫星对太阳风粒子与星际风粒子碰撞产生的高能中性原子 (ENA) 的测量来做到这一点。该信号的强度取决于撞击日鞘的太阳风的强度。当波击中护套时，ENA 计数增加，IBEX 可以检测到它。

“太阳发出的太阳风‘信号’强度各不相同，形成一种独特的模式，”赖森菲尔德解释说。“两到六年后，IBEX 将在返回的 ENA 信号中看到相同的模式，这取决于 ENA 能量和 IBEX 通过日光层观察的方向。这个时间差是我们如何找到到 ENA 源区域的距离的时间差特定的方向。”

然后，他们应用这种方法来构建三维地图，使用从 2009 年到 2019 年整个太阳周期收集的数据。

“通过这样做，我们能够像蝙蝠使用声纳‘看到’洞穴的墙壁一样看到日光层的边界，”他补充道。

信号返回 IBEX 需要这么长时间的原因是因为所涉及的距离很远。太阳系中的距离以天文单位 (AU) 测量，其中 1 AU 是地球到太阳的距离。Reisenfeld 的地图显示，太阳到日球层顶的最小距离在面向星际风的方向上大约为 120 AU，而在相反的方向上，它至少延伸了 350 AU，这是探测技术的距离限制。作为参考，海王星的轨道跨度约为 60 天文单位。