2008年7月3日出版的國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)刊物《自然》（Nature，2008，Vol. 454，Number 7200）發(fā)表了空間天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室客座研究員、美國(guó)麻省理工學(xué)院“旅行者二號(hào)”飛船等離子體探測(cè)器首席科學(xué)家John Richardson，哈佛大學(xué)天體物理中心Justin Kasper和空間天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王赤研究員等利用“旅行者二號(hào)”探測(cè)數(shù)據(jù)和數(shù)值模型研究太陽風(fēng)邊緣的終止激波特性的最新成果。

在太陽日冕層高溫的作用下，太陽大氣的帶電粒子將掙脫太陽引力的束縛，形成向行星際空間流動(dòng)的等離子體流，稱之為太陽風(fēng)。太陽風(fēng)與星際介質(zhì)之間將形成壓力平衡的日球?qū)禹?，?gòu)成太陽風(fēng)和恒星際等離子體的交界面。超聲速的太陽風(fēng)在日球?qū)禹攦?nèi)側(cè)形成一個(gè)的終止激波。2007年8月30日，經(jīng)過30年的長(zhǎng)途跋涉，“旅行者二號(hào)”飛船在離地球85個(gè)天文單位（1個(gè)天文單位是地球與太陽之間的平均距離即1.5億公里）處對(duì)終止激波進(jìn)行了就地直接觀測(cè)，這是人類歷史上第一次傳回太陽系邊緣的信息。

由于太陽風(fēng)動(dòng)壓的變化和波動(dòng)的影響，終止激波并不是靜止不動(dòng)的，而是沿徑向來回運(yùn)動(dòng)，造成多次跨越“旅行者二號(hào)”飛船。通過對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析，得到了新的重要發(fā)現(xiàn)：（1）一般而言，激波會(huì)將超聲速（馬赫數(shù)大于1）的流體變?yōu)閬喡曀伲R赫數(shù)小于1），而終止激波的下游仍然是超聲速流動(dòng)；（2）下游等離子體的溫度比理論預(yù)期值低10倍以上。之所以產(chǎn)生與我們熟悉的激波特性的不一致的主要原因是由于星際介質(zhì)中存在著大量的中性成分。這些中性成分（主要是中性氫原子）與電離的太陽風(fēng)質(zhì)子通過電荷交換產(chǎn)生新生離子（Pickup Ions）。太陽風(fēng)動(dòng)能減少產(chǎn)生的能量大部分供給了新生粒子，只有少部分能量用來加熱太陽風(fēng)等離子體，從而造成終止激波下游太陽風(fēng)等離子體的溫度比預(yù)期值偏低，從而聲速變小，導(dǎo)致終止激波的下游馬赫數(shù)仍然大于1。隨著“旅行者二號(hào)”飛船繼續(xù)在日球鞘區(qū)內(nèi)探索，越來越多的太陽系邊緣的自然奧秘將被人類所揭示。

　　 《自然》封面：旅行者二號(hào)飛越日球?qū)印　　　?“旅行者二號(hào)”探測(cè)結(jié)果