新发现：科学家首次在磁鞘中观察到“磁重联”现象

1、新发现：科学家首次在磁鞘中观察到“磁重联现象? ? ? ? 图为地球周围的磁场示意图。地球磁场可捕获电子和带电粒子。 北京时间5月15日消息 ,据国外媒体报道 ,在近日的一项重大研究中 ,四枚NASA探测器观测到了所谓的“磁重联现象。这正是地球抵御太阳风的第一道防线。而该防线的形成过程还是首次为人所知。该现象产生于地球外层大气中一处较为动乱不安的区域 ,名为磁鞘magnetosheath。这一发现或将改变我们对地球防护层的了解。帝国理工学院物理系教授乔纳森·伊斯特伍德博士Dr Jonathan Eastwood参与了本次研究 ,他指出：“湍流turbulence是经典物理中最缺乏了解

2、的重要概念之一。但我们知道它在太空中十分重要 ,因为它可以实现能量的重新分配。“此次观察到这一现象 ,我们便可提出新的理论或模型 ,帮助我们理解在其它地方的观测结果 ,如太阳大气和其它星球磁场等。此前科学家曾屡次在磁气圈中观察到磁重联现象 ,但通常都是在平稳的环境中。而此次磁重联那么发生在磁气圈外侧的磁鞘中 ,此处的太阳风极为动乱凶猛。该任务名为“磁气圈多尺度探测任务简称MMS ,专为研究磁重联现象而设。磁重联在宇宙中颇为常见。当磁场相连和别离时 ,便会产生磁重联现象。而此次任务发现了一种新类型的磁重联现象 ,名为电磁重联。与发生在离地表更近、更平静的磁气圈中的磁重联相比 ,电磁重联有诸多不同

3、之处。此前科学家曾一度疑心磁鞘中不可能发生磁重联 ,因为该区域中的等离子体极为混乱。但MMS任务发现 ,磁鞘中也可以产生磁重联现象 ,只不过规模比此前发现的磁重联小得多。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

4、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局部保护着地球 ,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 ,便产生了高度动乱的边界层磁鞘图中黄色局部。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时机。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 ,一局部也与缺乏适宜的观察设备有关。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