最近距離225億公里，最遠525億公里，太陽系真的是子彈形狀的嗎？

想要描述太陽系的形狀，首先要知道太陽系的邊界在哪裏。如果按照太陽的引力範圍來界定的話，那麼很顯然，太陽系是一個球狀結構，因為引力在各個方向上都是相同的。

不過，科學家們還有一種界定太陽系邊界的規則，那就是日球層的邊界，以及日球層頂。如果想要描述這個邊界，那就非常困難了。

我們知道，太陽在發出光和熱的同時，還會向宇宙空間釋放出大量的高能粒子，這就是所謂的太陽風。太陽風的威力與距離成反比，在距離太陽過遠的地方就會成為強弩之末。

而在太陽系之外的宇宙空間，也有着大量來自於宇宙的輻射。在距離太陽一定範圍的位置上，太陽風和宇宙輻射就會達到平衡，這裏就是日球層頂，其內部就是太陽系日球層，外面的空間就被稱為星際空間了。

迄今為止，人類一共有兩個探測器突破了日球層頂，那就是NASA的旅行者1號和2號探測器。它們花了幾十年的時間，分別在距離太陽121和119個天文單位時正式確認進入了星際空間。

如果以日球層頂為太陽系的邊界，那麼太陽系的形狀就很難確定了。畢竟只有這兩個探測器測量過這個邊界的兩個點所在的位置，而整個邊界如此巨大，根本不可能僅僅靠這兩個點就能確定形狀。

按照正常的思考，太陽風在各個方向上也是相同的。如果是這樣的，那麼太陽系的形狀應該還是球狀的。並且，根據兩個旅行者號探測器的研究結果，日球層頂的半徑大約是120個天文單位（約180億公里），厚度大約是0.5個天文單位。

實際情況並不是這樣的。銀河系內到處都有宇宙輻射，我們的太陽系就像是在一個充滿了輻射的海洋中穿行一樣。如果是這種情況，那麼太陽系前方承受着宇宙輻射的壓力就會變扁，後方沒有壓力就會拉長，所以太陽系整體就像是海水中穿行的魚雷所留下的痕跡，或者説是像彗星一樣的形狀。目前我們看到的大部分日球層形狀的圖片，基本都是以這個理論為參照的。

這個理論聽起來也挺靠譜的，不過還是有人提出了質疑。波士頓大學天文學教授Merav Opher在利用NASA的星際邊界探索者（IBEX）獲得的數據進行觀測後，得到了不一樣的結果。IBEX是一顆天文衞星，可以在地球軌道上對日球層進行觀測。Opher利用IBEX的數據分析後發現，太陽系日球層大概是羊角包的形狀，也就是下面這樣——

所以，到底哪一個形狀才是真實的呢？

最近，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的天文學家Dan Reisenfeld利用IBEX衞星的數據，對日球層的形狀進行了新的分析，繪製了一個全新的太陽系三維地圖。

IBEX衞星可以檢測到一種名為高能中性原子的粒子，這可以幫助科學家們對太陽風進行了解。所謂的高能中性原子，是太陽風裏的粒子和宇宙輻射中的粒子相互碰撞所產生的。太陽輻射的強度是有強弱變化的，所以太陽風的能量也會有起伏，這就導致高能中性原子的信號強度也會受到影響。

研究人員指出，信號的強弱以及發射及接收之間的時間差，可以幫助我們繪製障礙物的形狀和距離。只要我們對信號進行分析，就能夠繪製日球層的三維形狀。從某種意義上來講，這就類似於蝙蝠通過超聲波探測前方地形的原理。

Reisenfeld描述説：“太陽風所發出的‘信號’有強度上的變化，最終形成了一種特殊的形狀。根據高能中性原子的能量以及IBEX觀測日球層的方向不同，經過2-6年的時間，IBEX就可以從返回的高能中性原子信號中看到這個形狀。而這個時間上的區別，就代表了我們與觀測方向上的高能中性原子源之間的距離。”

研究團隊整理了整整一個太陽週期的IBEX數據，也就是從2009年開始，到2019年結束的太陽活動第24週期，以確保觀測的完整性和可靠性。雖然這個結果仍然不敢説完全準確，但至少已經大體上描述了日球層的形狀。

從這次繪製的圖像上來看，日球層確實在某種程度上有點類似於彗星的形狀，也就是太陽系的一側邊界比較近，另一側邊界非常遠。

研究人員指出，日球層鼻尖方向上的範圍可以延伸到110-120個天文單位的距離，這與兩個旅行者號探測器所探測到的數據是一致的。

至於日球層的尾部，其距離至少可以延伸到350個天文單位的距離。這不是説這裏的日球層頂只有這樣的距離，而是IBEX已經達到了探測的極限。也就是説，真實的距離可能比這要更加遙遠。

在高緯度區域，日球層頂的範圍在150-175個天文單位之間。從這個數據來看，此前所謂羊角包的形狀應該是錯誤的，而真實的日球層形狀應該類似於子彈。

目前，IBEX仍然在正常運行，預計最早在2025年才會結束工作。在此之後，還有星際測繪和加速探測器（IMAP）正處於研發之中，屆時將會接替IBEX進行探測，幫助人類繪製太陽系的形狀。

另外，我國目前也正在設計深空探測器，也就是和旅行者號一樣，以衝出太陽系對星際空間進行探測為己任。這樣的研究，或許也會影響到我國深空探測器選擇的飛行方向。屆時，我國的深空探測器也將來到日球層頂，實地探測，同樣也將促進人類對太陽系形狀的理解。

説起來，茫茫宇宙中微不足道的太陽系，對於我們來説也是非常巨大的，還有許多未知等着我們去探測。連日球層的形狀，我們還沒搞清楚，至於更外層的奧爾特雲是什麼樣，就更令人好奇和困惑了。