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》。

磁場重聯是等離子體中的一種基本物理過程。在磁場重聯過程中，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，如太陽耀斑、日冕物質拋射等都是由磁場重聯所導致。地球磁尾發生的磁場重聯，其觸發時間只有幾秒到幾十秒，衛星一般很難直接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，即強驅動環境中電子動力學觸發磁場重聯和離子動力學驅動磁場重聯。關於這兩種機制的爭論，持續了半個世紀。

中國科大聯合研究團隊結合高時間解析度衛星數據和數值模擬，發現了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，其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。

這項成果為研究地球磁尾磁場重聯觸發問題提供了新思路。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-020-18787-w

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