航天器發現太陽風與地球磁層連線之處

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在一次偶然的相遇中,美國宇航局的“風”號航天器觀測到了一種長期以來被預測但從未被證實的現象,稱為磁重聯。當方向相反的磁場線接觸時,就會發生這個過程。結果,磁能變成動能,等離子體噴流形式的帶電粒子射入太空。“風”號在1999年4月偶然發現了一個太陽和地球磁場交叉的點,一項分析結果發表在今天的《自然》雜誌上。

加州大學伯克利分校空間科學實驗室的研究科學家、合著者瑪麗特·奧伊羅斯特說:“它[風號]穿過了磁層中磁場線實際重聯的神奇區域,並親眼目睹了這個過程的發生。”這個神奇的區域,即所謂的擴散區,位於距離地球24萬英里的磁尾——這是我們星球磁場的一部分,它背對著太陽風並向太空延伸。研究人員認為,大多數進入地球磁層的太陽風粒子都是透過這個擴散區進入的,等離子體噴流從這裡向地球和遠離地球的方向噴射。

科學家們發現,等離子體粒子(主要是氫離子和電子)之間的相互作用是無碰撞的。換句話說,離子和電子同時從磁場線脫離。(在較慢的碰撞過程中,離子會先擴散。)“通常,在等離子體中,電荷會四處移動並相互電磁影響,因此整個過程就像流體一樣,”加州大學伯克利分校空間科學實驗室主任、合著者羅伯特·林說。“但是,你無法使用正常的流體理論來解釋我們在太陽耀斑或我們自己的磁層中看到的重聯速度。這些觀察結果證實,至少在這種情況下,重聯過程是無碰撞的,並且等離子體不像正常的流體那樣運動。”


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最後,林指出,“這種過程很可能在宇宙中等離子體中存在磁場的任何地方都起作用,並且磁重聯可能在宇宙中發揮著比人們想象的更大的作用。”

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