太空科學研究所在國際權威期刊發表亮點研究成果

  澳科大太空科學研究所徐曉軍助理教授(第一作者),黃漢青副教授(通訊作者)近日在地球物理學權威期刊《Journal of Geophysical Research: space physics上發表題為Observations of current sheets associated with reconnection exhausts passing through the near lunar wake的研究論文,並被選為當期的亮點研究成果。

  太空科學研究所研究人員通過研究電流片的磁場變化,發現月球近月尾跡中的磁場確實會受缺失的那部分等離子體的影響。其總的效應相當於周圍存在一些永久磁體的磁場進入月球或者月球近月尾跡中。這些永久磁體是外面所有太陽風等離子體集體運動的結果。因此,當考慮宇宙中普遍存在的磁凍結等離子體磁場進入低電導率的環境,比如非磁化的小行星等的時候,不僅要考慮電導率的大小,還要考慮其尺度。如果某個物體尺度很大,其內部深處的磁場環境則幾乎不受外部等離子體的影響。此篇論文改變了此前普遍存在的一個錯誤看法,增加了人們對太空中不同等離子體環境之間磁場變化的認識。

  月球既沒有大氣也沒有全球性的內禀磁場,觀測表明月球的電導率小到幾乎可以忽略。這類天體可以被形象地看成一塊大石頭,當磁場穿過這種不導電物體的時候,磁力線是保持不變的。當月球處於地球磁層之外時,它會被來自於太陽的超聲速磁化等離子體(俗稱太陽風)包圍。由於沒有磁場的屏蔽,月球的向陽面能直接吸收太陽風粒子。目前,科學家普遍認為,在月球極低電導率假設下,雖然那部分入射的太陽風粒子被吸收,但是太陽風的磁力線能毫無阻礙地進入月球內部。放置於空氣中的永久磁鐵周圍的磁場是受磁鐵內部有序的微小電流控制的,與周圍的空氣並無關係。太陽風的磁場與此不同,它和太陽風等離子體凍結在一起,主要受當地等離子體的控制。即被月球向陽面吸收後的這部分等離子體的缺失應該會對進入月球內部的磁場產生影響。這與進入月球內部磁場幾乎不變的觀點相矛盾。然而幾乎不可能直接測量月球內部的磁場來研究磁力線的變化。所幸的是在太陽風中,月球背陽面的近月尾跡同樣是一種不導電或導電率非常低的環境,可以通過研究近月尾跡中磁場的變化來研究太陽風磁力線進入月球的變化特徵。

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