原標題：世界首次發(fā)現(xiàn),！來聽距離地球16萬公里的“太空合聲”

地球磁力線像琴弦一樣被宇宙空間帶電粒子撥動,，會發(fā)出什么樣的聲音,？

來自北京航空航天大學(xué)的科研團隊日前發(fā)布了一項最新的研究成果,，他們在世界上首次發(fā)現(xiàn)了距離地球16萬公里處遙遠太空的“太空合聲”,，并發(fā)現(xiàn)了全新的合聲波產(chǎn)生機制,，突破了全球科學(xué)界在太空合聲波研究領(lǐng)域延續(xù)70多年的傳統(tǒng)認知,。

北航團隊首次發(fā)現(xiàn)遙遠空間的“太空合聲”

專家介紹,，“太空合聲”學(xué)名為合聲波,，是一種電磁波。傳統(tǒng)觀點認為它的產(chǎn)生與地球磁場有關(guān),，如果將地球磁場的磁力線想象為兩端固定在地球南北磁極區(qū)的琴弦,，當太陽風(fēng)的能量到達地球時，與地球磁場相互作用,，就激發(fā)出頻率特征類似于清晨鳥兒的齊鳴合奏聲的電磁波,。

中國科學(xué)院院士北京航空航天大學(xué)空間與地球科學(xué)學(xué)院院長曹晉濱：太空合聲就是空間中的一種低頻的電磁波,，它的頻率可以從一百赫茲到幾千赫茲,。因為它的頻譜特征，跟我們平常在地面上聽的鳥鳴合聲的頻譜特征很相像,，所以我們把它叫太空合聲,。

自20世紀50年代以來,，全球與空間探索有關(guān)的科學(xué)家對合聲波進行了大量觀測研究,，認為合聲波主要發(fā)生在近地空間的地球偶極磁場區(qū)域。

北航科研團隊利用一個科學(xué)探測器數(shù)年收集的海量數(shù)據(jù),，首次發(fā)現(xiàn)了距離地球16萬公里處的合聲波,，同時還發(fā)現(xiàn)了全新的合聲波產(chǎn)生機制,，突破了全球科學(xué)界延續(xù)70多年的傳統(tǒng)認知。

北京航空航天大學(xué)空間與地球科學(xué)學(xué)院副教授劉成明：七十年來大家認為這個波只能存在于近地空間,，在地球偶極磁場區(qū)里面，只能存在同步軌道附近這個區(qū)域,，就沒有人去想過這個波能不能在更遠的地方,，因為這個認識已經(jīng)很久了，根深蒂固了,。

“殺手電子”制造者的神秘面紗尚待揭開

北航科研團隊的這一發(fā)現(xiàn)在全球?qū)W術(shù)界引起了高度關(guān)注,，然而合聲波，這種被科學(xué)家們賦予美好想象的太空自然現(xiàn)象,，至今科學(xué)家們?nèi)詻]有完全摸清它產(chǎn)生和傳播的機制,。

專家介紹，合聲波作為地球和行星空間等離子體中幅值最強的電磁波動之一,，具有能夠?qū)㈦娮蛹铀俚浇咏馑俚哪芰浚?strong data-source="cke">一旦被加速,，這些高能電子就變成了“殺手電子”，嚴重危害航天器穩(wěn)定運行和航天員健康安全,。

北京航空航天大學(xué)空間與地球科學(xué)學(xué)院副教授劉成明：它不僅造成很大影響，甚至有時候可能會是致命性的,。只需要很短的空間尺度,，非常小的一段合聲波，就會在幾秒內(nèi),，甚至零點幾秒內(nèi),，把電子加速，加速到很多很多數(shù)量級,。

然而，這個來自太空的“殺手電子”制造者,，卻始終蒙著神秘的面紗,，時至今日，科學(xué)界也沒能全面掌握合聲波的產(chǎn)生和傳播機制,。

這次北航研究團隊通過觀測,，證實了合聲波不僅在近地空間存在，在遠離地球的非偶極磁場區(qū)域同樣也能存在的理論依據(jù),，離掀開合聲波的神秘面紗又近了一步,。

中國科學(xué)院院士北京航空航天大學(xué)空間與地球科學(xué)學(xué)院院長曹晉濱：我們利用衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù),，包括粒子的,、電磁場的觀測數(shù)據(jù),，提出了一個非線性波粒相互作用的物理過程，圓滿地解釋了在16萬公里,、距離地球比較遙遠的非偶極磁場控制的區(qū)域,，這個合聲波的產(chǎn)生機制。

深入研究“合聲”為太空探索保駕護航

由于合聲波產(chǎn)生的高能粒子,，能夠給人造航天器帶來嚴重毀傷效果,，對人造衛(wèi)星、航天發(fā)射以及載人航天來說是巨大的威脅,，因此，深入研究和了解合聲波,，對于保護人類航天活動具有十分重要的實際意義,。

在人類邁向太空的進程中，高能粒子無時無刻不在影響和威脅著人造航天器,，2003年10月,，在由太陽活動引起的空間天氣災(zāi)害事件中，地球空間高能粒子輻射通量急劇增長,，造成了國際上多顆重要的科學(xué)研究衛(wèi)星受到不同程度損壞甚至報廢,，我國1990年發(fā)射的風(fēng)云一號B衛(wèi)星也是受到高能粒子影響提前報廢。

隨著高能粒子對航天器所造成的威脅日益凸顯,，在全球所有航天大國的空間天氣預(yù)測系統(tǒng)中，合聲波都是重要內(nèi)容,。

中國科學(xué)院院士北京航空航天大學(xué)空間與地球科學(xué)學(xué)院院長曹晉濱：我們通過研究合聲波是怎么產(chǎn)生的，怎么加速高能電子的,，我們就可以對高能電子輻射帶的演化進行提前預(yù)報,，就可以減免對衛(wèi)星的損害。

除了危害之外,，合聲波還給地球帶來諸多影響，其中,，地球兩極壯觀美麗的脈動極光,，就與合聲波有著直接的關(guān)系。

中國科學(xué)院院士北京航空航天大學(xué)空間與地球科學(xué)學(xué)院院長曹晉濱：因為合聲波通過跟電子共振可以加速,，但滿足一定的條件以后，它也可以散射電子,。散射電子沿地球磁力線往兩極走,，撞擊到極區(qū)高層大氣的分子就會產(chǎn)生極光,。

目前，北航科研團隊的相關(guān)論文已經(jīng)在國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表,，國際同行專家評價,，這項研究增強了我們對合聲波的理解，這將極大地提高我們對空間天氣的預(yù)報能力,。