地球磁层出现重大新发现 颠覆数十年理论

摘要:

京都大学和九州大学的研究团队宣布,一项关于地球磁层的最新卫星观测结果发现,磁层中的电荷分布与传统理论相反。这项成果对理解太空电磁环境具有重要意义。地球的磁层是受地球磁场影响的空间区域,可保护地球免受太阳风等高能粒子的伤害。科学家一直认为,早晨方向的磁层带有正电荷,傍晚方向为负电荷。然而,最新的卫星数据揭示了相反的现象:早晨方向实际上为负电荷,傍晚方向为正电荷。

为进一步探究原因,研究团队进行了大规模磁流体动力学模拟。他们构建了太阳风高速流入地球磁层的模型,结果和观测一致——早晨方向呈现负电荷分布,傍晚方向为正。值得注意的是,极区与传统理论一致,但赤道附近则出现大范围的极性反转。

论文作者日本京都大学的Yusuke Ebihara表示:“在以往理论中,赤道平面和极区上方电荷极性应一致,但现在我们在这些区域却看到了截然相反的分布。这种现象实际与等离子体的运动相关。”

其解释指出,源自太阳的磁能进入磁层后在黄昏侧做顺时针环流,并流向极区,而地球磁场本身在赤道平面指向上方、极区则向下方,导致这些区域电浆运动与磁场方向相反,从而出现了电荷分布的逆转。

这些发现为太空环境变化机理研究,以及理解磁化行星如地球、木星和土星等的空间环境,提供了新的视角。团队认为,磁层的等离子体环流不但驱动了多种太空现象,还间接影响了高能粒子区——辐射带的变化。

编译自/ScitechDaily

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