去年，在太空飛行 30 年後，“旅行者 2 號”穿越帶電粒子波，穿過終端激波，這是標誌著太陽系終結的第一個邊界。當它與它的孿生兄弟“旅行者 1 號”會合時，後者正沿著更偏北的路線前往恆星，研究人員宣佈，根據這兩艘航天器的讀數，太陽系在一側是“扁平的”——具體而言，太陽風在被鈍化和改變方向之前，向南的延伸距離不如向北遠。
天文學家將終端激波帶定義為太陽風再也無法對抗浩瀚的星際空間粒子的區域。太陽風由超音速帶電粒子流組成，以每秒 400 公里的速度沿太陽磁場徑向向外傳播，速度快於太陽磁場中的任何其他波。（太空可以傳播聲波，聲波在太陽系中以大約每秒 50 至 70 公里的速度傳播；即便如此，在太空中也聽不到尖叫聲，因為太空是如此稀薄的介質，任何聲波的振幅都將極其微弱。）只有當太陽風接近終端激波時，它才開始減速至每秒 300 公里——這是宇宙射線粒子從太陽鞘逆流而上進入太陽風的結果，太陽鞘被定義為激波另一側的直接區域。
在終端激波處，太陽風的速度幾乎減半，降至每秒 150 公里，並與來自其他恆星風的等離子體絲混合。“旅行者 2 號”發現的結果是高能離子波浪。在 8 月 30 日至 9 月 1 日穿越終端激波進入太陽鞘的平靜區時，這艘無畏的航天器越過了五波高速帶電粒子。在那裡，速度較慢且稀釋的太陽風在太陽自身繞銀河系軌道執行的尾跡中迴旋和拖曳。在“旅行者 2 號”之前，天文學家已將終端激波另一側的太陽風速度歸類為亞音速。“令人驚訝的事情之一是太陽風的減速程度沒有我們預期的那麼大，”加州理工學院的“旅行者”任務科學家埃德·斯通說。
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就像船首兩側的海豚一樣，“旅行者號”在黃道兩側列隊，巡航在太陽系的前沿。 “旅行者 2 號”在距離太陽 84 個天文單位（AU）處撞擊了終端激波——比“旅行者 1 號”在 2004 年在 94 AU 處遭遇終端激波時離太陽近十億英里（1 AU 是地球到太陽的平均距離）。終端激波的不對稱性表明，由於某種原因，太陽系正在向北傾斜，使其更多朝南的船體暴露於星際風。“我們需要知道為什麼，”斯通說。
任何優秀的航海家都知道，遇到的風在船隻在海上的操控中起著重要作用。美國宇航局戈達德太空飛行中心的“旅行者號”磁力計專家倫納德·布林拉加將較短的距離解釋為星際磁場正在更用力地推壓太陽系南半球的跡象。與此同時，太陽也在透過太陽週期的變化稍微調整風帆。
“旅行者 2 號”（與它的孿生兄弟不同，它仍然有一個功能正常的等離子體探測器）還報告了另一個驚喜。終端激波處太陽風速度的降低應該已經轉化為熱量。“我們預計會在太陽鞘中發現溫度超過 100 萬開爾文的離子，”斯通說，“但實際上數字在 10 萬到 20 萬左右——
比我們預期的低五到十倍。”天文學家懷疑宇宙射線可能為了自身的加速目的而盜用了能量。正如布林拉加所說，“離子從風的磁擾動中反彈，太陽風的能量最終進入這些離子中。”這種加速發生在距離終端激波多遠以及進入太陽鞘多深的地方仍然未知。
隨著“旅行者號”繼續在太陽鞘中競速，答案可能會及時出現。今年夏天發射的旨在收集穿過終端激波的粒子的地球軌道飛行器將為他們提供幫助。與此同時，天文學家正在重新配置他們的太陽系模型。“我們目前的磁流體動力學模型並不能完全描述正在發生的事情，”斯通說。
從更遠處收集原子
繪製太陽鞘厚度將是計劃於 7 月中旬發射的新航天器 IBEX 的目標。雖然“旅行者號”對太陽鞘進行了現場評估，但 IBEX 將掃描地球軌道，尋找在內太陽鞘中形成的所謂高能中性原子。這些原子最初帶有正電荷，但在從另一個粒子竊取電子後變為中性。這種中性使粒子能夠像水上摩托艇一樣直線穿過太陽磁場。它們應該提供太陽系如何與銀河系其他部分相互作用的全球視野。另外兩艘離開太陽系的航天器“先驅者 10 號”和“11 號”在到達終端激波之前就停止了通訊。地面站最後一次聽到“先驅者 10 號”的訊息是在 2003 年，距離約為 82 AU，最後一次定位“先驅者 11 號”是在 2000 年，距離為 54 AU。