地球磁尾磁場重聯由電子動力學觸發證據找到

2020-11-02 光明網

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）高解析度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於理論和數值模擬。

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。關於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解析度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於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，並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。（記者吳長鋒）

來源： 科技日報

相關焦點

  • 找到電子動力學觸發地球磁尾磁場重聯證據
    本報訊（通訊員桂運安）中國科學技術大學（以下簡稱中國科大）中國科學院近地空間環境重點實驗室陸全明、王榮生團隊與歐美多位科學家合作，結合磁層多尺度衛星高解析度觀測資料和數值模擬，找到了電子動力學觸發地球磁尾磁場重聯的證據。相關成果日前在線發表於《自然—通訊》。
  • 今日科技話題：「獅子座流星雨」、地球磁尾磁場重聯、草地貪夜蛾、青藏高原、跨座式單軌轉體梁、血液寄生蟲
    ——新華網2地球磁尾磁場重聯由電子動力學觸發證據找到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
  • 地質地球所在水星磁尾磁場的振蕩研究中取得進展---中國科學院
    除了地球，對於金星或火星這樣不存在全球偶極磁場的行星，太陽風與其相互作用也能形成磁尾結構，但其磁尾是由太陽風磁場與行星電離層發生相對運動而「感應」形成，並非地球那樣由內稟偶極磁場受太陽風拉伸形成。最近的研究表明，金星或火星的感應磁尾也存在磁尾磁場的振蕩現象，並且發現振蕩源應在晨昏兩側附近，而非地球磁尾那樣在午夜中心。　　金星、地球以及火星磁尾普遍存在磁場振蕩的現象，表明太陽風能量能夠以大尺度磁場波動的形式在行星空間環境中進行釋放和傳播（圖1）。是何種機制觸發了磁尾磁場振蕩？
  • 中國學者發現太陽磁通量繩內部的磁場重聯
    來源：科技日報我學者發現太陽磁通量繩內部的磁場重聯科技日報合肥8月18日電 (記者吳長鋒)記者18日從中國科學技術大學獲悉，該校中科院近地空間環境重點實驗室陸全明、王榮生研究團隊，和北京航空航天大學的符慧山教授合作，在磁場重聯的磁能耗散研究領域取得重要進展
  • 中國科學技術大學首次發現磁通量繩內部的磁場重聯
    中國科大中科院近地空間環境重點實驗室陸全明、王榮生研究團隊和北京航空航天大學的符慧山教授合作，在磁場重聯的磁能耗散研究領域取得重要進展。他們利用MMS衛星高解析度觀測資料，首次發現在磁場重聯產生的磁通量繩內部絲狀電流中，可發生次級重聯並導致磁能的快速耗散。相關結果8月7日在線發表在《Nature Communications》上。磁場重聯是一種基本的等離子體物理過程。
  • 我學者發現太陽磁通量繩內部的磁場重聯
    科技日報合肥8月18日電 （記者吳長鋒）記者18日從中國科學技術大學獲悉，該校中科院近地空間環境重點實驗室陸全明、王榮生研究團隊，和北京航空航天大學的符慧山教授合作，在磁場重聯的磁能耗散研究領域取得重要進展。
  • 磁層頂磁場重聯的低混雜波研究
    由於地球磁層、磁鞘等離子體和磁場環境的差異，在地球磁層頂發生的磁場重聯通常表現為非對稱重聯。非對稱重聯的較多特徵與對稱重聯不同，其中之一即表現為低密度磁層一側的低混雜波。這些低混雜波是由重聯非對稱性相關的密度梯度所帶來的低混雜漂移不穩定性，或磁鞘離子由於有限迴旋效應進入磁層帶來的修正雙流不穩定性所激發。
  • 「磁場重聯」理論基礎研究領域取得重要突破
    磁場重聯是空間物理中的經典問題，它是太空等離子體中普遍存在的基本物理過程。太陽耀斑的爆發、日冕物質拋射的形成、太陽風-行星磁層在邊界層的相互作用、行星磁尾蓄積能量的爆發等等，都是磁場重聯的不同表現形式。磁重聯觸發通常在很小的重聯區，但對宏觀系統有全球尺度的影響。重聯區的物理機制緊密關係著磁場重聯的本質問題，2015年美國航空航天局（NASA）發射的大型科學衛星 MMS星簇, 首要科學目標就是磁場重聯區裡的物理機制。
  • 科研動態 | 磁場重聯出流區中的電子雙流不穩定性研究取得進展
    磁場重聯被認為是太陽風物質能量進入地球磁層的最重要方式，但長期以來由於觀測手段的限制，人們對其中的具體物理過程依然缺乏了解。
  • 磁層頂磁場重聯的低混雜波研究獲進展
    由於地球磁層、磁鞘等離子體和磁場環境的差異，在地球磁層頂發生的磁場重聯通常表現為非對稱重聯。非對稱重聯的較多特徵與對稱重聯不同，其中之一即表現為低密度磁層一側的低混雜波。這些低混雜波是由重聯非對稱性相關的密度梯度所帶來的低混雜漂移不穩定性，或磁鞘離子由於有限迴旋效應進入磁層帶來的修正雙流不穩定性所激發。
  • 地球構造的形成契機或由昔日地外撞擊觸發
    這些結論對系外行星的研究和地球外生命的探尋或有重大意義。為了研究，該國際團隊考慮著眼於地球之外去尋找構造運動的起點。克雷格·奧尼爾兼任位於澳大利亞雪梨的麥考瑞大學行星研究中心主任和論文的第一作者，他說：「人們都傾向於把地球看作一個獨立的體系，只重視其內部活動。而漸漸地，我們越來越發現太陽系動力學也影響著地球活動。」
  • 物理所發現自旋三重態超導電流產生自旋轉移力矩的實驗證據
    超導體中的庫珀對通常是由一對自旋相反總自旋為零（自旋單態）的電子組成。然而，在某些特殊情況下，超導-鐵磁界面處可以產生自旋三重態的庫珀對。由於自旋三重態的庫珀對攜帶淨餘磁矩，它們在輸運時會產生一個無能量耗散的自旋極化電流，將會極大地降低自旋電子學器件的能耗。同時，三重態的庫珀對具有的另一特點是對鐵磁體中的交換場不敏感，因而在鐵磁體中具有極長的關聯長度。
  • 析氧反應雙功能機理的光譜和電子動力學證據
    析氧反應雙功能機理的光譜和電子動力學證據 作者：小柯機器人 發布時間：2020/10/28 12:55:16 瑞士洛桑聯邦理工學院化學科學與工程學院的胡喜樂研究組近日取得一項新成果。
  • 海洋與地球科學學院研一學生研究成果發表於國際著名地學期刊《JGR...
    海洋與地球科學學院研一學生研究成果發表於國際著名地學期刊《JGR：Space Physics》 來源：海洋與地球科學學院   時間：2020
  • 空間中心以觀測數據驅動模擬再現日冕物質拋射觸發過程
    作為空間天氣的主要驅動源，太陽爆發活動如日冕物質拋射究竟是如何被觸發的疑問長久困擾著太陽物理和空間物理學界。大量觀測研究試圖解決這一問題，但至今，圍繞該疑問的爭論依然激烈。基於磁流體（MHD）模型的數值模擬是研究日冕物質拋射觸發過程的強有力工具和重要技術手段，該方法從定量上揭示可能的爆發機制並再現爆發過程。
  • 外星撞擊可能觸發了地球構造的形成
    儘管地球科學家們盡了最大的努力，這仍然是關於地球的最大的未解問題之一。根據來自澳大利亞和美國的一個地質學家團隊的一項新研究，這種轉變可能是由外星物體撞擊地球表面所引發的。 為了進行研究，這個國際團隊考慮從地球之外來尋找構造活動如何開始的可能解釋。正如該論文的主要作者、澳大利亞雪梨麥考瑞大學行星研究中心主任雷格·奧尼爾（Craig O'Neill）所說： 「我們更傾向的說法是地球作為一個孤立的系統，只有內部過程重要。不過，我們越來越能夠看到太陽系動力學對研究地球運動的影響。」
  • 外星撞擊可能觸發了地球構造的形成
    儘管地球科學家們盡了最大的努力，這仍然是關於地球的最大的未解問題之一。根據來自澳大利亞和美國的一個地質學家團隊的一項新研究，這種轉變可能是由外星物體撞擊地球表面所引發的。不過，我們越來越能夠看到太陽系動力學對研究地球運動的影響。」根據最廣為接受的行星形成理論，大約在46億年前，地球由太陽星雲的吸積物質形成。基於建模研究以及和月球撞擊的比較，天文學家和地質學家推斷，地球在之後的數億年裡經歷了多次巨大撞擊。
  • 磁場重聯可能是罪魁禍首
    中、奧、美三國科學家的一項研究表明，在金星上首次發現的磁場重聯現象，可能是導致這顆星球缺水和高溫的重要原因——該成果刊登在最新出版的《科學》雜誌上，並被列為「亮點文章」。　　所謂「磁場重聯」，是指當太陽風（太陽向外噴射的高速帶電粒子流）「刮」向本身有磁場的行星如地球時，如果二者磁場的磁力線方向相反，就會發生磁力線交叉、瞬間斷開、再重新聯結等現象。當這一現象發生時，磁場重聯區域的帶電粒子被加熱、加速，太陽風的部分能量進入地球磁層，從而造成空間天氣變化，如地球磁層亞暴、極光等。
  • NASA 首次觀測到磁場重連,太空天氣預報要實現?
    這項由美國馬裡蘭大學物理學家帶領進行的研究展示了美國宇航局磁層多尺度探測(Magnetospheric Multiscale, 簡稱MMS)項目的結果，包括細節研究地球太陽磁場的相互作用。這項研究還揭露了對名為磁場重聯現象的首次直接細節觀測。磁場重聯是指磁場線匯集在一起、打破和重連以朝不同方向移動，並在此過程中釋放出大量能量。
  • 股市「磁吸效應」的群體動力學解釋
    摘要：中國證監會新聞發言人鄧舸回應熔斷機制暫停時稱，「磁吸效應」加速了指數的下跌。事實上，從群體與個人的關係而言，「磁吸效應」反映的就是個人依據股市信息在群體的影響下所做出決策的行為。這種群體對個人的影響在傳播學上表現為群體動力學。