这就是日球层，由太阳磁场产生的巨大气泡，包裹着所有的行星。这个宇宙气泡的边界并不是固定的。随着太阳的喘息和叹息，它们会随着岁月的流逝而收缩和伸展。
现在，科学家们首次利用美国宇航局IBEX航天器的整个太阳周期数据来研究日球层是如何随时间变化的。太阳活动周期大约为11年，当太阳从高活跃期到低活跃期，然后再回到高活跃期。有了IBEX的长期记录，科学家们渴望研究太阳的情绪波动是如何在日球层的边缘发挥作用的。结果非常详细地展示了移动的外日层，巧妙地描绘了日层的形状(这是近年来争论的一个问题)，并暗示了其最令人困惑的特征背后的过程。这些发现，连同最新的微调数据集，都发表在2020年6月10日的《天体物理学杂志增刊》上。
IBEX是“星际边界探索者”(Interstellar Boundary Explorer)的缩写，它已经对星际空间的边界进行了超过11年的观测，向我们展示了我们的宇宙邻居与银河系其他部分的契合程度。
“这是一个非常小的任务，”David McComas说，他是新泽西州普林斯顿大学这项任务的首席研究员。IBEX跟公共汽车轮胎一样大。“它取得了巨大的成功，持续时间比任何人预期的都要长。幸运的是，我们现在有一个完整的太阳观测周期。”
绘制太阳系边缘，一次一个粒子
日球层充满了太阳风，太阳风是来自太阳的带电粒子流。太阳风以每小时100万英里的速度向四面八方冲去，直到它与星际介质相撞，这种星际介质来自填满它们之间空间的其他恒星。
当太阳涉水穿过星际介质时，它会产生一种热的、稠密的波，杏耀就像在大海中航行的船前端的波一样。我们的宇宙邻居被称为局部绒毛，因为在我们周围爆发的超热气体云。太阳风和当地绒毛相遇的地方形成了日光层的边缘，称为日光层顶。就在它的内部有一个被称为日鞘的动荡区域。
在这片遥远的空间中形成的被称为高能中性原子(ENAs)的粒子是IBEX探测的重点。当炙热的带电粒子(如太阳风中的粒子)与寒冷的中性粒子(如从星际空间流入的粒子)碰撞时，它们就产生了。活泼的太阳风粒子可以从笨重的星际原子中夺取电子，使自己变成中性。
这些粒子的旅程早在IBEX探测到它们之前就开始了。经过行星，经过小行星带和柯伊伯带，到达日球层的边缘，太阳风大约需要一年的时间才能跑过太阳和地球之间100倍的距离。在这个过程中，太阳风吸收了星际气体的电离原子，这些原子蜿蜒进入了日光层。到达边缘的太阳风与一年前离开太阳的风不同。
太阳风粒子可能还要花六个月的时间在日鞘的混乱中漫游，日鞘是日球层两个外部边界之间的鸿沟。不可避免地，一些粒子会与星际气体发生碰撞，成为高能的中性粒子。中性粒子的回程需要将近一年的时间，从日球层的边缘穿过空间到达IBEX——如果这些粒子恰好朝着正确的方向前进的话。在所有形成的中性粒子中，只有少数能到达IBEX。对于IBEX观测范围内能量最高的粒子，整个旅程需要2 - 3年，而对于能量较低或较远的区域，则需要更长的时间。
IBEX利用了这样的中性原子不会被太阳磁场改变方向的事实:新鲜的中性粒子会以近乎直线的方式避免碰撞。
IBEX探测天空中的粒子，记录它们的方向和能量。航天器每隔一秒才探测到一个。研究结果是一幅星际边界地图，其制作原理与蝙蝠在夜间用回声定位的方法相同:通过监测传入的信号来了解周围环境。通过研究中性粒子的来源和时间，IBEX可以追踪我们日球层的遥远边界。
“我们很幸运能在日球层内部观察到这一点，”普林斯顿团队的访问科学家Justyna Sokol说。“这些过程发生在非常小的距离。当你观察其他非常遥远的恒星时，你是从它们的天体之外观察光年的距离。”即使是太阳到日球层前端的距离，也比许多光年要小得多。
利用IBEX 11年多的数据，McComas和他的团队能够研究随着时间而演变的变化，这是理解我们在太空中所处位置的关键。
太阳风是恒定的，但风不是稳定的。当大风袭来时，日球层像气球一样膨胀，中性粒子在外层边缘涌动。风平浪静时，气球收缩;中性粒子缩小。科学家们报告说，随后产生的中性粒子的跷跷板，在风向发生变化的两到三年之后一直在重复——反映了它们到达气球边缘和返回的过程。
“这些效应花了很多年才到达日球层的边缘，杏耀网址”该团队的另一位普林斯顿研究员杰米?萨雷(Jamey Szalay)说。“我们从IBEX获得了这么多数据，最终使我们能够得出这些长期相关性。”
形成了日光层
2009年至2014年，风力较低且稳定，为微风。合同规定的日球层。接着，太阳风突然吹起了一个大浪，好像太阳发出了一声长叹。2014年底，美国宇航局的绕地航天器探测到太阳风压力增加了约50%(此后数年一直保持在高位)。
两年后，滚滚的太阳风在日鞘中形成了一股中性粒子的旋风。又过了两年，它们填满了日球层的大部分鼻翼。最终，它们到达了日球层的南北两极。
