原文来自:http://www.universetoday.com/2006/07/18/cluster-spacecraft-catch-a-magnetic-reconnection/
Posted: July 18, 2006
编译:Leon 审校:Linq (编译版权所有,文章有删节,未经许可请勿转载。)
欧洲空间局(ESA)的“星簇”探测卫星于2001年9月15日这个恰当的时间到达了恰当的地点,它们飞越了地球磁层重组的区域,获得的大量数据有助于科学家们更好地模拟地球磁层与太阳风的相互作用,以及其它恒星和强磁性奇异天体周围的磁场。
|
|
这是科学家们首次观测到此类现象,为天文学家洞察磁重联这一物理过程开辟了独特的视角。正是磁重联导致了太阳系中最猛烈的爆发。
当人们观察条形磁铁周围铁屑的排布形状时,大概怎么也想不到在其他一些情况下,磁场是多么的暴戾无常。
在太空中,不同区域磁场的行为有时候很像巨大的“磁泡”,每个磁泡中都包含带电的气体——等离子体。当这些磁泡相遇并且相互挤压的时候,它们的磁场就会破裂,而后重新联结,形成更加稳定的磁场构形。磁场的这种重联往往会产生喷流,并且加热等离子体。
在磁重联的中心,必然存在一个磁场破裂、重组的三维区域,科学家们称这个区域为“零点”。然而到目前为止,还没有确切证认出这样一个区域,因为至少需要在四个点同时进行测量。
2001年9月15日,四颗“星簇”卫星正以四面体队形在地球背面飞行,相互之间相距1000公里。当它们飞过地球背面延伸的磁尾时,环绕了一个可疑的磁零点。
中国科学院的肖池阶博士、北京大学的濮祖荫教授、大连理工大学的王晓刚教授领导的一个国际研究小组详尽地分析了卫星发回来的数据,由此推断出了零点的大小和三维结构,结果令人吃惊。
这个零点出人意料地呈现涡旋结构,直径大约为500公里。他们说:“这个特征尺度在此之前从来没被报道过,不管是在观测、理论、还是模拟上。”
这个结果是星簇卫星取得的一个重要成就,令科学家们得以首次观察到磁重联中心的过程。
宇宙中磁重联被认为是驱动许多剧烈现象的基本过程,比如远距离黑洞中逃逸出的喷流,还有我们太阳系中释放出高达10亿颗原子弹能量的太阳耀斑。
在更小的尺度上,地球磁场朝着太阳一面边缘处的磁重联使得太阳风吹过,触发了一类特殊的极光,叫做“质子极光”。
了解磁重联区域触发的现象也有助于帮助科学家驾驭核聚变,从中获得能量。在托卡马克式聚变反应堆里,自发形成的磁重组破坏了装置的可控性。通过了解磁重联是如何发生的,核聚变专家们希望能够设计出更优质的反应堆,避免这种现象发生。
这个研究小组已经证认出了一个磁零点。目前他们希望今后能够找到更多的磁零点,将它们相互进行比较,看看首次发现的这种构形究竟是罕见的还是普遍存在的。

No comments:
Post a Comment