作者:陆成宽 来源:科技日报 发布时间:2024/1/29 22:08:58
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我国科研人员发现地球磁层对流新模式

 

记者29日从中国科学院国家空间科学中心获悉,通过研究太阳风对地球磁层的影响,该中心王赤院士团队揭示了地球磁层对流新模式,即向日面磁重联和背日面磁重联可以独立驱动磁层大尺度对流。相关研究成果在线发表于《自然·通讯》杂志。

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太阳是个脾气暴躁的大火球,总是向宇宙中乱“扔”东西,这些东西被称为太阳风,由电子和质子等带电粒子组成。当太阳风与地球磁场相互作用时,地球的磁场会阻挡太阳风粒子入侵并在地球周围形成一个空腔结构,该结构被称作地球磁层。在地球磁层与太阳风交会的地方一定会有一个边界来“挡住”太阳风,这个边界就是磁层顶。

“我们可以把地球磁层理解为地球的保护罩,在太阳风的作用下,地球磁层向日面被压缩成一个椭球面,背日面被拉伸成向外略张开的圆筒形。值得注意的是,太阳风的磁场和地球自身的磁场纠缠作用会产生磁重联,磁重联又可以直接驱动磁层全球尺度的对流。”论文共同通讯作者、中国科学院国家空间科学中心研究员戴磊介绍。

磁层对流是指磁层等离子体物质的大尺度运动,它是行星际磁场与磁层相互作用的结果。20世纪60年代以来,磁层大尺度对流循环的经典模式一直是描绘太阳风-磁层相互作用的基本物理图像,在认识地球空间能量爆发事件,如磁暴、亚暴等空间天气现象中发挥着关键作用。“经典模式认为,向日面磁重联和背日面磁重联联合驱动磁层对流。然而,这一经典对流循环模型预言的等离子体对流周期一般在小时量级,而在解释10—20分钟的快速响应对流事件时却遇到困难。”戴磊说。

此次,研究人员对2016年3月11日发生的太阳风对地球磁层的影响进行了剖析。他们通过数值模拟和观测数据分析发现,向日面磁重联可以独立地快速驱动磁层大尺度对流,提出了经典对流循环模型以外的新模式。

戴磊表示,这一新模式有望在未来中欧联合空间科学卫星项目“微笑计划”任务中得到进一步检验。

(中国科学院国家空间科学中心供图)

 
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