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地球磁尾磁場重聯由電子動力學觸發證據找到

2020-11-3

作者:吳長鋒 來源:科技日報

科技日報合肥10月29日電 (記者吳長鋒)記者從中國科學技術大學獲悉,該校的中科院近地空間環境重點實驗室陸全明、王榮生研究團隊,聯合美國加州大學洛杉磯分校盧三博士和其他多家歐美科研機構,在地球磁尾磁場重聯觸發機制方面取得重要進展。他們結合MMS(磁層多尺度衛星)高分辨率觀測資料和數值模擬,發現了地球磁尾磁場重聯由電子動力學觸發的證據。相關結果日前在線發表在《自然·通訊》上。


磁場重聯是等離子體中的一種基本物理過程。該過程中,磁能會爆發式地釋放、轉化為等離子體的動能和熱能。日地空間環境中許多爆發式能量釋放事件,例如太陽耀斑、日冕物質拋射、磁層亞暴等,都是由磁場重聯導致的。地球磁尾發生的磁場重聯,其觸發時間只有幾秒到幾十秒,衛星很難直接地探測到觸發階段的粒子動力學行為,因此,磁場重聯觸發機制的研究主要來源于理論和數值模擬。


依據理論和數值模擬的研究,地球磁尾的磁場重聯觸發有兩種可能的機制。第一種機制是強驅動環境中電子動力學觸發磁場重聯,第二種是離子動力學驅動磁場重聯。關于兩種機制的爭論持續了長達半個世紀。研究團隊結合高時間分辨率衛星數據和數值模擬,發現地球磁尾位型下的磁場重聯觸發過程起始于小尺度的電子尺度區域的證據,由該區域內電子動力學行為主導,并導致了進一步的爆發式能量釋放過程。


這項研究成果為解答長達半個世紀的地球磁尾磁場重聯觸發問題提供了新思路。

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