【中国观察北京时间2025年09月17日讯】在人类太空探索史上，旅行者1号探测器无疑是最传奇的使者之一。自1977年9月5日发射以来，这艘由NASA打造的“太空旅行者”已经飞行了近48年，距离地球超过240亿公里。它不仅拍摄了木星和土星的壮丽图像，还于2012年8月25日成功穿越太阳系的“边界”日球层顶（heliopause），成为第一艘穿越太阳系的人类探测器。
日球层顶也称为太阳风层顶，是天文学中表示出自太阳的太阳风遭遇到星际介质而停滞的边界。在这个边界处，旅行者1号意外发现了一个极端高温区域，被科学家们形象地称为“火墙”（wall of fire）。这个“火墙”温度高达30,000至50,000K（约54,000至90,000华氏度），相当于太阳表面的温度，但它并非字面上的火焰，而是宇宙中一个奇妙的物理现象。
旅行者1号的使命最初是探索外太阳系行星，但其设计寿命远超预期。探测器搭载了多种科学仪器，包括等离子体科学实验（Plasma Science, PLS）、宇宙射线子系统（Cosmic Ray Subsystem, CRS）和磁力计（Magnetometer, MAG）。 在经过木星和土星后，旅行者1号于2012年进入了一个过渡区域日鞘（heliosheath），这里太阳风开始减速。
随后，它抵达了日球层顶，这个无形的“边界”标志着太阳影响力的终点。之后，旅行者1号的仪器突然检测到太阳风粒子密度急剧下降，取而代之的是来自银河系的星际粒子激增。同时，磁场强度发生了变化，宇宙射线（高能粒子）数量也大幅增加。这些信号确认了探测器已进入星际空间。
就在这个关键时刻，旅行者1号测量到粒子温度急升至数万开尔文，但幸运的是，它毫发无损地通过了这座“火墙”，继续向更远的星际虚空进发。
这个“火墙”究竟是怎么形成的？太阳风是太阳不断喷射出的带电粒子流（主要是质子和电子），以约400-800公里/秒的速度向外扩张，形成等离子体“风”。 日球层是一个由太阳风形成的巨大气泡，直径约200-300天文单位（1天文单位约为地球到太阳的距离）。日球层顶是这个气泡的“皮肤”，位于太阳风与星际介质（interstellar medium，ISM）相遇的地方。
星际介质是银河系中稀薄的物质，包括中性氢原子、尘埃和低速粒子流（称为星际风）。当太阳风抵达日球层顶时，它的速度急剧减缓，从超音速转为亚音速，并最终与星际风直接碰撞。
在两种粒子的相互作用下，磁场线在这里被拉伸、扭曲和重新连接，将动能转化为热能。粒子被加速到极高速度（接近光速的几分之一），从而产生高温效应。 旅行者1号的等离子体仪器检测到，这种加热不是均匀的，而是形成了一个薄薄的“墙”，厚度可能只有几亿公里。高温的“火墙”密度极低（约0.001原子/立方厘米），远低于地球大气。这意味着尽管温度高，实际能量传输微弱，不会破坏探测器，因此旅行者1号”逃过一劫”。
“火墙”的发现，不仅验证了日球层模型，还为太空物理学提供了宝贵洞见。它帮助我们理解恒星如何“塑造”其周围空间：每个恒星都有类似“气泡”，保护潜在宜居行星免受银河宇宙射线侵害。