我国科学家提醒太空三维磁重联的几许结构
来源:扶贫网 发表于2019-07-26 03:07:57 编辑:贾跃亭
摘要: 以我国科学院国家地理台肖池阶副研讨员、北京大学王晓钢教授、濮祖荫教授等为主的研讨小组,继上一年初次发现了自然界中存在磁场零点(Nature Physi

以我国科学院国家地理台肖池阶副研讨员、北京大学王晓钢教授、濮祖荫教授等为主的研讨小组,继上一年初次发现了自然界中存在磁场零点(Nature Physics 2 (7), 478-483, 2006)之后,最近又协作完结了三维磁重联完好几许结构的卫星观测研讨。这一效果行将宣布在世界威望科学刊物《Nature Physics》上(2007年6月24日网络版提早宣布),并被列为“亮点”(Highlights)之一,称这一作业“朝着(太空)天体等离子体中的三维磁重联的完好图画更前进了一步”(a complete 3D picture of the process of magnetic reconnection in astrophysical plasmas comes a step closer)。《Nature》、《Nature China》等网站都将该文选为最新的重要文章(Featured articles)。

三维空间的磁重联是影响、乃至主导比如天体演化、极光和磁层空间暴、太阳耀斑、日冕加热、日冕物质抛射等空间地理现象的重要物理进程,而其拓扑位形是三维磁重联理论的柱石。三维磁重联的完好几许结构由一对收敛性质相反的磁零点、衔接它们的磁分形线,以及它们所生成的两个磁分形面构成。如果说,在苍茫世界中发现磁零点是难如登天,那么对三维磁重联完好几许结构的卫星勘探就愈加困难(J. M. Finn, Nature Physics 2 (7), 445-446, 2006)。磁重联的三维结构要求至少空间四点的一起丈量。欧洲空间局Cluster星座方案供给了迄今为止仅有的卫星观测手法。该方案由距离几十到上万公里、配备相同勘探仪器的四颗卫星组成,首要意图是勘探地球磁层中的小标准时空结构。根据Cluster卫星在地球磁尾的勘探数据,这一研讨小组在磁重联区找到匹配的磁零点对,计算出零点连线(磁分形线)的长度,确认了所发生的磁场的拓扑分形面(图一);并发现在零点连线邻近存在低杂波频率的电磁振荡,这对磁重联进程中或许的电子加快、加热机制供给了观测根底。

因而这一作业刚一宣布,就引起了世界学术界的广泛重视。欧洲空间局的官方网站把这一效果作为“头条新闻”发布,称这是一个由我国科学家领导的世界团队得到的前驱性发现,指出这一效果“提醒了前所未见的三维磁场的‘天然舞姿’”(the first-ever evidence in 3D for natural magnetic“dances”;这儿“dances”是双关语,由于Cluster星座方案的四颗卫星的昵称依次为“莎莎、探戈、伦巴和桑巴”(Salsa, Tango, Rumba, Samba),且这一作业的首要发现之一是观测到磁零点的周期性跳动)。 欧洲空间局Cluster项目科学家指出:“这是Cluster项意图又一重要效果,归功于我国、美国和欧洲科学家之间富有效果的协作”。欧洲物理学会上一任主席Martin Huber教授来信说,“这一作业确实是朝着(建立)三维磁重联观测根底的重要发展”。

肖池阶副研讨员、王晓钢教授和濮祖荫教授为这一文章的一起榜首作者、我国双星—Cluster科学作业队成员。王晓钢教授的前期作业是在大连理工大学完结的。首要作者还有浙江大学马志为教授、我国科学院国家地理台博士生赵辉、周桂萍副研讨员、汪景琇研讨员等。其他协作者来自北京大学、我国科学院空间科学与使用研讨中心,以及欧美国家的一些大学和研讨所。这一作业得到了《国家地球空间双星勘探方案》、国家自然科学基金重大项目《地球空间暴多时空标准物理进程》、科技部要点根底研讨方案(973)项目、以及我国科学院方向性立异项意图支撑。

图:地球磁层的示意图以及Cluster卫星勘探到的三维磁重联的几许结构.(摘自欧洲空间局网站,磁层示意图版权归美国宇航局一切,三维磁重联合构图版权归文章作者一切)。

修改:知秋

 

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