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新发现:科学家首次在磁鞘中观察到“磁重联”现象(2)

新发现:科学家首次在磁鞘中观察到“磁重联”现象(2)
2018-05-15 10:48:38 新浪科技

这一新发现将帮助我们了解此类现象对太空中的宇航员、卫星、以及电力部门的影响。

“磁鞘中的湍流含有大量磁能。”该研究的主要作者、加州大学伯克利分校科学实验室高级研究员泰·潘(Tai Phan)指出,“人们一直在探讨这些能量是如何被耗散的,而磁重联也许能解答这一问题。”

这些能量来自日冕。粒子以每小时160万公里的时速从日冕射向四面八方,形成强大的太阳风。太阳风击中磁鞘时,便会与混乱的等离子体波发生相互作用。

科学家尚不了解这些能量是如何被耗散的,但此次观察到的电磁重联现象或将对他们有所启发。

外层磁气圈(图中蓝色部分)保护着地球,使来自太阳的超音速带电粒子流(即太阳风)发生偏转。粒子绕过磁气圈时,便产生了高度动荡的边界层——磁鞘(图中黄色部分)。科学家正在对该区域展开研究,希望更好地了解不断变化的太空环境。

外层磁气圈(图中蓝色部分)保护着地球,使来自太阳的超音速带电粒子流(即太阳风)发生偏转。粒子绕过磁气圈时,便产生了高度动荡的边界层——磁鞘(图中黄色部分)。科学家正在对该区域展开研究,希望更好地了解不断变化的太空环境。

MMS任务部署了四枚探测器,彼此相距6.4公里,在飞行过程中不断收集数据。这首次为研究人员提供了研究磁鞘中磁重联现象的机会。而结果也正如他们所愿,探测器成功找到了磁重联可在湍流中发生的证据。

但在此过程中,他们发现磁鞘中的磁重联与其它区域有所不同。此类磁重联并不会发射大量由磁场碰撞激发的氢离子,而是会发射规模小得多的电子流,并且几乎不发生磁场碰撞。此前科学家从未发现过这一现象,一部分也与缺乏合适的观察设备有关。

研究人员指出,电子与离子大小极为悬殊,就像拿小弹珠与篮球作比。电子更难以追踪,且速度高达离子的40倍。

“我曾模拟过这一类型的磁重联,”一名研究人员表示,“但科学家此前从未在太空中观察到过该现象。”

随着科学家对MMS任务传回的数据展开分析,还可能发现更多惊喜。

“该任务将使我们的研究达到全新的高度,”研究人员表示,“这就像当初发现原子其实由原子核和电子构成一样,令我们始料未及。”(叶子)

(责任编辑:路子康 CN078)
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