該研究由來自馬里蘭大學(xué)的物理學(xué)家小組，從美國宇航局的磁層多尺度任務(wù)(MMS)中獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，其中包含了關(guān)于地球磁場與太陽磁場相互作用的最為詳細(xì)的信息
據(jù)國外媒體報道，也許你并不太關(guān)心地球磁場，但是這個常常被忽視的地球特性與你生活中的水、空氣、陽光同樣重要。磁場是地球的一道隱形的防護(hù)罩，由于太陽磁場的作用，太陽外層會釋放出帶電粒子，而這道防護(hù)罩能有效保護(hù)地球免受帶電粒子涌流的危害。日前，一項新研究正深入探索由地球和太陽所產(chǎn)生的磁場如何相互作用，為理解太空氣象邁進(jìn)了極為關(guān)鍵的一大步。
該研究由來自馬里蘭大學(xué)的物理學(xué)家小組，從美國宇航局的磁層多尺度任務(wù)(MMS)中獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，其中包含了關(guān)于地球磁場與太陽磁場相互作用的最為詳細(xì)的信息。當(dāng)磁力線交叉、撤回、再重聯(lián)時，磁重聯(lián)現(xiàn)象就會發(fā)生，在此過程中會釋放出巨大的能量。“想象一下，兩列火車分別從不同的方向朝同一個地方駛來，在最后關(guān)頭兩列火車都變換到同一個軌道上。”來自馬里蘭大學(xué)的物理學(xué)教授James Drake說道，“每一條軌道代表著兩條相互交錯的磁力線中的其中一條磁力線，而軌道變換則代表著磁力線重聯(lián)現(xiàn)象。相互碰撞所釋放出來的能量就好像是彈弓發(fā)射出來的。”
證據(jù)表明，磁重聯(lián)所產(chǎn)生的能量是造成太陽耀斑、日冕物質(zhì)拋射、磁暴、甚至北極光等現(xiàn)象的主要推動力。另一份在本周早期發(fā)表的研究表明，磁重聯(lián)也是引起慢太陽風(fēng)的機(jī)制原理。研究學(xué)家們?yōu)榱搜芯看胖芈?lián)現(xiàn)象已經(jīng)努力了近半個世紀(jì)，直到通過MMS任務(wù)才能首次直接觀察到該現(xiàn)象。“如此詳細(xì)的資料使得我們能夠看清以往模糊不清的現(xiàn)象，” Drake說道，“按常理來說，每隔3秒鐘就能看到‘星團(tuán)二號’的重聯(lián)現(xiàn)象幾乎是不可能的，但是MMS所提供的數(shù)據(jù)卻十分令人振奮。”
MMS項目的主要目標(biāo)在于測定磁力線是如何撤回，從而使得重聯(lián)及能量釋放能夠發(fā)生。而對在重聯(lián)現(xiàn)象中電子運動的理解，能夠幫助科學(xué)家們建立更加精確的工作原理。對磁重聯(lián)現(xiàn)象的物理原理更清晰的認(rèn)知能夠使我們更好地了解太空氣象，例如，太陽耀斑或磁暴是否有可預(yù)測的規(guī)律，就像地球上的氣候那樣。同時還能使科學(xué)家們更進(jìn)一步了解高能天體物理學(xué)現(xiàn)象，比如磁星，它們是具有超強(qiáng)磁場的中子星。
對磁重聯(lián)現(xiàn)象的了解對太陽物理學(xué)及天體物理學(xué)的研究都能起到重要的作用，合作研究MMS數(shù)據(jù)的Marc Swisdak指出，地球上的磁重聯(lián)現(xiàn)象相對來說能量是比較低的，但如果我們能將它外推至更高能的系統(tǒng)，我們就能更好的明白究竟發(fā)生了什么。地磁場的邊緣地帶是一個絕好的研究區(qū)域，因為那里是唯一一個我們能夠直接發(fā)射探測器到達(dá)重聯(lián)現(xiàn)象發(fā)生的地方。
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