近日，中科院空間中心曹晉濱研究員等人在磁場重聯(lián)觸發(fā)研究領(lǐng)域取得了新的突破，這一成果發(fā)表于《美國地球物理學(xué)報(bào)》上，并被刊登在歐洲空間局(ESA)的網(wǎng)站，受到了國際上高度評價(jià)，被列為Cluster衛(wèi)星計(jì)劃的重大成果（top story）。

歐空局網(wǎng)站以《磁場重聯(lián)——哨聲波觸發(fā)的嗎》為題對此成果予以報(bào)道，報(bào)道中指出，磁場重聯(lián)在太空中爆發(fā)性物理現(xiàn)象產(chǎn)生過程中起著關(guān)鍵的作用，然而磁場重聯(lián)的基本物理過程至今還沒有完全了解。但是最近一個(gè)由來自中國科學(xué)院的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的隊(duì)伍在這一方面取得了新進(jìn)展。

宇宙爆發(fā)性物理現(xiàn)象包括太陽耀斑、來自太陽系外恒星的伽馬射線暴和地球上的實(shí)驗(yàn)室核聚變。就像一個(gè)橡皮筋被拉的太長后突然斷裂，磁場重聯(lián)是磁力線上磁場能量突然釋放并向外拋出離子和電子流的過程。而磁場能量為什么會如此迅速地釋放是一個(gè)困擾了科學(xué)家?guī)资甑碾y題。

上世紀(jì)90年代，科學(xué)家們從理論上發(fā)現(xiàn)在磁場重聯(lián)擴(kuò)散區(qū)的一個(gè)狹窄的區(qū)域，離子和電子沒有像正常情況那樣繞著磁力線一起回旋運(yùn)動，而是相互獨(dú)立地運(yùn)動，結(jié)果產(chǎn)生了哨聲波，這個(gè)哨聲波能夠加速電子到很高的能量，這意味著哨聲波在磁場重聯(lián)能量的快速釋放過程中起著重要作用。十年后，Geotail衛(wèi)星的觀測證實(shí)了在磁層邊界重聯(lián)過程中哨聲波的存在。但是一個(gè)關(guān)鍵問題依然存在，那就是重聯(lián)過程中的磁場在相當(dāng)長時(shí)間表面上保持平靜后，為什么會突然爆發(fā)？也就是說，是什么觸發(fā)了磁場重聯(lián)？

空間中心曹晉濱研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究隊(duì)伍，在分析了2002年8月21日Cluster衛(wèi)星多點(diǎn)聯(lián)合探測數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)磁場重聯(lián)前的哨聲波可能在重聯(lián)觸發(fā)過程中起到重要作用。Cluster四顆衛(wèi)星穿過地球空間一個(gè)重聯(lián)區(qū)，這個(gè)重聯(lián)區(qū)距離地球約12萬公里，大約是地球到月球距離的三分之一。Cluster觀測表明哨聲波在重聯(lián)開始前30秒鐘出現(xiàn)，這是一個(gè)潛在的能夠提供重聯(lián)產(chǎn)生所需反常電阻的波動。這個(gè)哨聲波在重聯(lián)產(chǎn)生后大大增強(qiáng)，其頻率變得越來越高。重聯(lián)前后波的特性的不同表明重聯(lián)前和重聯(lián)后的哨聲波是由不同的機(jī)制產(chǎn)生。

歐洲空間局Cluster計(jì)劃首席科學(xué)家和Cross Scale衛(wèi)星計(jì)劃的研究科學(xué)家Phlippe認(rèn)為像這樣詳細(xì)的空間磁場重聯(lián)觀測是非常罕見的，這一首次發(fā)現(xiàn)的結(jié)果必將指引科學(xué)家們建立一個(gè)更好的重聯(lián)模型。

ESA報(bào)道見以下網(wǎng)址：

http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=42863