[转帖]我国科学家首次描绘太空磁场三维天然舞姿

2017-04-10  来自: 南阳玄妙观 浏览次数:527

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天然舞姿” 照片为地球磁层的示意图以及欧洲空间局“星簇”(Cluster)卫星探测到的“磁重联”三维几何结构。黄色框内为“磁重联”三维几何结构图。 一个以我国科学家为核心的国际联合研究团队通过卫星观测数据,首次观测到了主导太阳耀斑、极光、磁暴等太空自然现象的基本物理过程――“磁重联”的三维几何结构,描绘出了人类前所未见的太空磁场的“天然舞姿”。这将有助于为人类航天飞行等活动建立更加准确的空间天气预报模型。 新华社发(资料照片)


新华网北京9月5日电(记者吴晶晶、李斌)一个以我国科学家为核心的国际联合研究团队通过卫星观测数据,首次观测到了主导太阳耀斑、极光、磁暴等太空自然现象的基本物理过程——“磁重联”的三维几何结构,描绘出了人类前所未见的太空磁场的“天然舞姿”。这将有助于为人类航天飞行等活动建立更加准确的空间天气预报模型。


以中科院国家天文台肖池阶副研究员,北京大学王晓钢教授、濮祖荫教授等为主完成的这一研究成果发表在最新出版的《自然·物理学》上。


 磁重联是影响空间环境和空间天气的重要因素。“对它的研究能帮助我们更深入地了解太空中的等离子体物理现象,使今后建立空间天气预报模型更加准确。”王晓钢说。 欧洲空间局官方网站称:“这是一个由中国科学家主导的国际团队得到的先驱性发现。”并指出这一成果“揭示了前所未见的三维磁场的‘天然舞姿’”。欧洲物理学会前主席马丁·胡伯教授表示:“这一工作确实是朝着确立三维磁重联观测基础的一个重要进展。”


作为“空间天气”研究的重要基础课题,各国科学家一直在研究磁重联现象。上个世纪五六十年代,科学家建立了磁重联的二维模型,并在七八十年代提出了磁重联的三维理论模型,但后者一直没有被真正观测到过。


在我国“地球空间双星探测计划”与欧洲空间局“星簇”(Cluster)计划的合作中,我国科学家利用“星簇”计划提供的迄今唯一符合太空三维探测要求的多卫星观测手段和国家天文台博士研究生赵辉及其导师汪景琇研究员发展的诊断方法,于2005年底首次证实自然界中存在磁零点。之后一年多,这个研究团队经过对卫星观测数据的反复分析和计算,进一步找到了匹配的磁零点对,证实了三维磁重联的磁场几何结构。


 “在许多科学家认为几乎不可能的情况下,我们采用突破性的几何学诊断方法,最终观测结果表明磁重联的三维几何结构是由一对磁零点、两个由磁零点分别决定的特殊平面,以及两平面之间的交线,即两个磁零点间的连线构成。”肖池阶说。 伴随着我国步入空间大国的快速进程,我国近年来十分重视空间天气和空间环境研究,并将建设东半球空间环境地基综合监测子午链(即“子午工程”)。有专家表示,准确的太空灾害天气预报可帮助科学家及时采取措施减少损失,如为卫星调整轨道,推迟宇航员空间行走,为飞机、舰船导航系统采取保护措施和为通讯寻找替换频率等。


共处蓝天,天文真义,相通而一;同居地球,地理意义,连枝而二;天文地理,风俗文化,别之而三。物理未统,难化人文。利益驱使,未来何从?得失常道,源头在易,形而上道,形而下器,形理中极,知其三易,后知诸子,效验古今,自然科技,人文社科,了然于心。


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