圖為地球周圍的磁場示意圖,。地球磁場可捕獲電子和帶電粒子,。

新浪科技訊北京時間5月15日消息，據(jù)國外媒體報道,，在近日的一項重大研究中,，四枚NASA探測器觀測到了所謂的“磁重聯(lián)”現(xiàn)象。這正是地球抵御太陽風(fēng)的第一道防線,。而該防線的形成過程還是首次為人所知,。

該現(xiàn)象產(chǎn)生于地球外層大氣中一處較為動蕩不安的區(qū)域，名為磁鞘（magnetosheath）,。這一發(fā)現(xiàn)或?qū)⒏淖兾覀儗Φ厍蚍雷o層的了解,。

帝國理工學(xué)院物理系教授喬納森·伊斯特伍德博士（Dr Jonathan Eastwood）參與了本次研究，他指出：“湍流（turbulence）是經(jīng)典物理中最缺乏了解的重要概念之一,。但我們知道它在太空中十分重要,，因為它可以實現(xiàn)能量的重新分配?！?/p>

“此次觀察到這一現(xiàn)象,，我們便可提出新的理論或模型，幫助我們理解在其它地方的觀測結(jié)果,，如太陽大氣和其它星球磁場等,。”

此前科學(xué)家曾多次在磁氣圈中觀察到磁重聯(lián)現(xiàn)象,，但通常都是在平穩(wěn)的環(huán)境中,。而此次磁重聯(lián)則發(fā)生在磁氣圈外側(cè)的磁鞘中，此處的太陽風(fēng)極為動蕩兇猛,。

該任務(wù)名為“磁氣圈多尺度探測任務(wù)”（簡稱MMS）,，專為研究磁重聯(lián)現(xiàn)象而設(shè)。磁重聯(lián)在宇宙中頗為常見,。當(dāng)磁場相連和分離時,，便會產(chǎn)生磁重聯(lián)現(xiàn)象。而此次任務(wù)發(fā)現(xiàn)了一種新類型的磁重聯(lián)現(xiàn)象,，名為電磁重聯(lián),。與發(fā)生在離地表更近,、更平靜的磁氣圈中的磁重聯(lián)相比，電磁重聯(lián)有諸多不同之處,。

此前科學(xué)家曾一度懷疑磁鞘中不可能發(fā)生磁重聯(lián),，因為該區(qū)域中的等離子體極為混亂,。但MMS任務(wù)發(fā)現(xiàn),，磁鞘中也可以產(chǎn)生磁重聯(lián)現(xiàn)象，只不過規(guī)模比此前發(fā)現(xiàn)的磁重聯(lián)小得多,。

這一新發(fā)現(xiàn)將幫助我們了解此類現(xiàn)象對太空中的宇航員,、衛(wèi)星、以及電力部門的影響,。

“磁鞘中的湍流含有大量磁能,。”該研究的主要作者,、加州大學(xué)伯克利分?？茖W(xué)實驗室高級研究員泰·潘（Tai Phan）指出，“人們一直在探討這些能量是如何被耗散的,，而磁重聯(lián)也許能解答這一問題,。”

這些能量來自日冕,。粒子以每小時160萬公里的時速從日冕射向四面八方,，形成強大的太陽風(fēng)。太陽風(fēng)擊中磁鞘時,，便會與混亂的等離子體波發(fā)生相互作用,。

科學(xué)家尚不了解這些能量是如何被耗散的，但此次觀察到的電磁重聯(lián)現(xiàn)象或?qū)λ麄冇兴鶈l(fā),。

外層磁氣圈（圖中藍色部分）保護著地球，使來自太陽的超音速帶電粒子流（即太陽風(fēng)）發(fā)生偏轉(zhuǎn),。粒子繞過磁氣圈時,，便產(chǎn)生了高度動蕩的邊界層——磁鞘（圖中黃色部分）?？茖W(xué)家正在對該區(qū)域展開研究,，希望更好地了解不斷變化的太空環(huán)境,。

MMS任務(wù)部署了四枚探測器，彼此相距6.4公里,，在飛行過程中不斷收集數(shù)據(jù),。這首次為研究人員提供了研究磁鞘中磁重聯(lián)現(xiàn)象的機會。而結(jié)果也正如他們所愿,，探測器成功找到了磁重聯(lián)可在湍流中發(fā)生的證據(jù),。

但在此過程中，他們發(fā)現(xiàn)磁鞘中的磁重聯(lián)與其它區(qū)域有所不同,。此類磁重聯(lián)并不會發(fā)射大量由磁場碰撞激發(fā)的氫離子,，而是會發(fā)射規(guī)模小得多的電子流，并且?guī)缀醪话l(fā)生磁場碰撞,。此前科學(xué)家從未發(fā)現(xiàn)過這一現(xiàn)象,，一部分也與缺乏合適的觀察設(shè)備有關(guān)。

研究人員指出,，電子與離子大小極為懸殊,，就像拿小彈珠與籃球作比。電子更難以追蹤,，且速度高達離子的40倍,。

“我曾模擬過這一類型的磁重聯(lián)，”一名研究人員表示,，“但科學(xué)家此前從未在太空中觀察到過該現(xiàn)象,。”

隨著科學(xué)家對MMS任務(wù)傳回的數(shù)據(jù)展開分析,，還可能發(fā)現(xiàn)更多驚喜,。

“該任務(wù)將使我們的研究達到全新的高度，”研究人員表示,，“這就像當(dāng)初發(fā)現(xiàn)原子其實由原子核和電子構(gòu)成一樣,，令我們始料未及?！保ㄈ~子）