作者:徐徐 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2018/5/21 13:09:42
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科学家提出水星磁尾中高能电子可能起源

 

理论物理学家利用模拟解释了“水星表面、太空环境、地球化学与广泛探索”(MESSENGER)宇宙飞船在2009年收集的不同寻常的数据。在水星磁尾中探测到的高能电子的起源一直令科学家困惑不已。近日,一项发表于美国物理联合会(AIP)出版集团所属《等离子体物理》杂志的最新研究提供了一种针对这些高能电子如何形成的可能解释。

行星内部磁性材料的流动创建了一个整体磁场。在水星和地球内部,行星中心部位的液态金属流诱发了行星的磁场。这些磁场在形状、大小、角度和强度上因行星而异,但对于保护行星免受太阳粒子影响都很重要。

太阳风利用辐射“轰击”行星,并且引发磁亚暴。人们有时在地球上看到的北极光便是其中一种。当来自太阳风的密集辐射压力推动地球磁场时,磁尾或者类似形式便会出现。这些“尾巴”在背离太阳的地球夜间一侧形成。在水星上,“尾巴”中的磁亚暴比在地球上观测到的更大、更迅速。

水星的磁场强度只有地球的1/100,因此MESSENGER在其Hermean磁尾中探测到高能电子迹象令物理学家大吃一惊。“我们想阐明为何卫星发现了高能粒子。”研究作者之一Xiaowei Zhou介绍说。

造成这些高能粒子出现的一个可能原因是磁重联。当磁场线的排列发生改变并释放出动能和热能时,磁重联便会发生。不过,在混乱的天体物理环境中,磁重联未被充分理解。在最新研究中,来自中国和德国的物理学家分析了Hermean磁尾中混乱情形下的磁重联。

磁流体动力学模拟和测试粒子计算证实,将等离子体包裹的独特磁结构——等离子团在磁重联期间产生,并且令高能电子加速。模拟结果得到MESSENGER测量结果的支撑。(徐徐)

 
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