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中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)中科院近地空間環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陸全明、王榮生研究團(tuán)隊(duì)與歐美多位科學(xué)家合作，結(jié)合磁層多尺度衛(wèi)星高分辨率觀測資料和數(shù)值模擬，找到了電子動力學(xué)觸發(fā)地球磁尾磁場重聯(lián)的證據(jù)。成果日前在線發(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。在磁場重聯(lián)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，如太陽耀斑、日冕物質(zhì)拋射等都是由磁場重聯(lián)所導(dǎo)致。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)星一般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(jī)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(jī)制，即強(qiáng)驅(qū)動環(huán)境中電子動力學(xué)觸發(fā)磁場重聯(lián)和離子動力學(xué)驅(qū)動磁場重聯(lián)。關(guān)于這兩種機(jī)制的爭論，持續(xù)了長達(dá)半個世紀(jì)。
中國科大聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)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(jìn)一步的爆發(fā)式能量釋放過程。
這項(xiàng)研究成果為長達(dá)半個世紀(jì)的地球磁尾磁場重聯(lián)觸發(fā)問題的解決提供了新思路。
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