記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校的中科院近地空間環(huán)境重點實驗室陸全明、王榮生研究團隊，聯(lián)合美國加州大學(xué)洛杉磯分校盧三博士和其他多家歐美科研機構(gòu)，在地球磁尾磁場重聯(lián)觸發(fā)機制方面取得重要進展。他們結(jié)合MMS(磁層多尺度衛(wèi)星)高分辨率觀測資料和數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)了地球磁尾磁場重聯(lián)由電子動力學(xué)觸發(fā)的證據(jù)。相關(guān)結(jié)果日前在線發(fā)表在《自然·通訊》上。
磁場重聯(lián)是等離子體中的一種基本物理過程。該過程中，磁能會爆發(fā)式地釋放、轉(zhuǎn)化為等離子體的動能和熱能。日地空間環(huán)境中許多爆發(fā)式能量釋放事件，例如太陽耀斑、日冕物質(zhì)拋射、磁層亞暴等，都是由磁場重聯(lián)導(dǎo)致的。地球磁尾發(fā)生的磁場重聯(lián)，其觸發(fā)時間只有幾秒到幾十秒，衛(wèi)星很難直接地探測到觸發(fā)階段的粒子動力學(xué)行為，因此，磁場重聯(lián)觸發(fā)機制的研究主要來源于理論和數(shù)值模擬。
依據(jù)理論和數(shù)值模擬的研究，地球磁尾的磁場重聯(lián)觸發(fā)有兩種可能的機制。第一種機制是強驅(qū)動環(huán)境中電子動力學(xué)觸發(fā)磁場重聯(lián)，第二種是離子動力學(xué)驅(qū)動磁場重聯(lián)。關(guān)于兩種機制的爭論持續(xù)了長達(dá)半個世紀(jì)。研究團隊結(jié)合高時間分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)地球磁尾位型下的磁場重聯(lián)觸發(fā)過程起始于小尺度的電子尺度區(qū)域的證據(jù)，由該區(qū)域內(nèi)電子動力學(xué)行為主導(dǎo)，并導(dǎo)致了進一步的爆發(fā)式能量釋放過程。
這項研究成果為解答長達(dá)半個世紀(jì)的地球磁尾磁場重聯(lián)觸發(fā)問題提供了新思路。(記者吳長鋒)
關(guān)鍵詞： 地球磁尾磁場
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