日地空间是人类认识宇宙的窗口，对太阳系行星空间的探索，特别是太阳风与星际介质的相互作用可以帮助人类认识太阳系的形成、演化以及宜居性等。目前，太阳系探索成为日球层物理学研究的最前沿。10月21日晚，北京大学地球与空间科学学院教授宗秋刚带领大家回顾了从太空到太阳系的科学探索历程，介绍了相关的科学问题与理解。

　　宗秋刚主讲才斋讲堂第213讲

　　宗秋刚教授首先回顾了太空探索与太阳系探索的由来。目前现代科学的核心内容为“一黑”、“两暗”、“三起源”（即黑洞，暗物质、暗能量，宇宙起源、物质起源、生命起源）。人类对太空的探索始于流星与陨石现象，为防止流星或陨石掉落对地球可能造成的伤害，人类开始对行星及相关的天体活动进行相关监测与研究。研究发现，大部分流星来自于火星与木星之间的小行星带，同时，小行星实际上蕴含了丰富的太空资源，其所具有的矿产资源、钻石资源等价值不可估量。以太阳系为研究对象的缘由主要有三点：第一，太阳系（日球层）是天然的空间科学实验室；第二，太阳系边缘是星际物质和太阳风系统耦合区域；第三，太阳系探测可获得地表实况观测，从而运用到宇宙空间对比。北京大学空间物理所成立之初，便主要以日地空间环境作为主要对象，研究地面二三十公里高度以上直到整个太阳系这一广阔空间中的基本物理过程。

　　宗秋刚教授进一步详细介绍了有关太阳系的科学概念与认识。在空间物理学中，太阳系空间被定义为太阳风到达的区域，而天文学则认为太阳系区域为由太阳引力控制的区域，由太阳和绕其运动的天体构成。而日球层是太阳风在星际空间“吹”出来的包括整个太阳系的巨大磁化等离子体泡，是主要受太阳风控制的区域，相当于星际介质流与日球相互作用所形成的“太阳的磁层”。相较于其他星系，在可见的将来，人类更可能完成对太阳系边际的探测，这也成为了目前各国航天任务的探测重点。

　　讲座现场

　　最后，宗秋刚教授对与太阳系边际探测相关的一些重大科学问题进行了介绍。第一，探测星际中性成分、星际尘埃等星际物质的空间分布特性；研究星际物质与太阳风能量交换规律，为恒星系统的起源与演化提供科学依据。例如，能量中性原子成像可用于反演并重构最初的环电流区域或极光粒子加速区的离子。第二，探测恒星际介质的侵入效应、太阳风对星际介质的拾起粒子等日球层动力学过程；研究反常宇宙线起源、加速机制。第三，系统探测日球层边缘的极端空间环境；获取恒星际湍流、原初银河宇宙线能谱特性等，为人类未来恒星际探索提供基本环境支撑。第四，探索海王星以远天体，寻找第九大行星。

　　在整场讲座中，宗秋刚教授结合丰富的影音资料向同学们展示了太空与太阳系的相关概念，深入浅出地阐述了太阳系探索中的重大问题。在交流与互动环节，宗秋刚教授与同学们围绕着深空探索元器件、行星保护计划、太空探测仪器等话题展开了热烈交流，并表示我国的太阳系边际探测计划未来可期。

撰稿：夏宇锋

摄影：潘奕飞