地球磁屏蔽在受到脉冲冲击时会像鼓一样轰鸣!

广告        2019-06-16   来源:笔上有魂
地球磁屏蔽在受到脉冲冲击时会像鼓一样轰鸣!

博科园:本文为物理学类

根据伦敦玛丽皇后大学的一项新研究,地球的磁屏蔽在受到强脉冲的冲击时会像鼓一样轰鸣。当一个脉冲击中被称为磁层顶的屏蔽层的外边界时,涟漪沿着其表面传播,当它们接近磁极时,会被反射回来。原始波和反射波的干扰导致驻波模式,其中特定的点似乎静止不动,而其他点则来回振动。当鼓以完全相同的方式敲击时,会产生这样的共振。这项发表在《自然通讯》上的研究描述了这种效应在45年前被理论提出后首次被观察到。磁层顶的运动对于控制空间环境中能量流动非常重要,它对空间天气有着广泛的影响。

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博科园-科学科普:这就是为什么来自太空的现象可能会对电网、GPS甚至客运航空公司等技术造成潜在的损害。边界以这种方式移动的发现揭示了以前没有考虑到的潜在的全球后果。这篇论文的第一作者、伦敦玛丽女王大学(Queen Mary University of London)的空间物理学家马丁·阿彻(Martin Archer)博士说:有人猜测,这些鼓状的振动可能根本不会发生,因为自它们被提出以来的45年里缺乏证据,另一种可能是它们很难被准确地探测到。地球磁屏蔽不断受到湍流的冲击,因此我们认为,要想找到轰隆振动的明确证据,可能需要一次脉冲的猛烈撞击。

地球磁屏蔽在受到脉冲冲击时会像鼓一样轰鸣!

艺术家对等离子体射流冲击(黄色)产生驻波的磁顶边界(蓝色)和磁层(绿色)。四颗THEMIS探测器的外层组连续观测到磁层顶在每颗卫星上的扑动,证实了理论化的磁层顶特征模波的预期行为/频率。图片:E. Masongsong/UCLA, M. Archer/QMUL, H.

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在此期间还需要在适当的地方安装大量卫星,以便排除其他已知的声音或共振。论文中的事件符合所有这些非常严格的条件,最后展示了边界的自然反应。研究人员使用了美国宇航局5颗忒弥斯卫星的观测数据,这些卫星的理想位置是一个强大等离子体射流撞击到磁层顶。探测器能够探测到边界的振动以及由此产生的地球磁屏蔽内部声音,这与该理论一致,并使研究人员能够排除所有其他可能的解释。许多能够影响我们的磁屏蔽脉冲来自太阳风,以等离子体形式的带电粒子不断地吹离太阳

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或者是太阳风与地球磁场复杂相互作用的结果,从技术上来说,这是这个事件的情况。地球磁场与太阳风的相互作用在地球周围形成了一道磁场屏障,被磁层顶所包围,保护我们免受空间中存在的许多辐射。水星、木星和土星等其他行星也有类似的磁屏蔽,所以在其他地方也可能有类似鼓状的振动。需要进一步的研究来了解振动在地球上发生的频率以及是否也存在于其他行星上,其后果还需要利用卫星和地面观测进一步研究。

地球磁屏蔽在受到脉冲冲击时会像鼓一样轰鸣!

博科园-科学科普|研究/来自: 伦敦大学玛丽皇后学院

参考期刊文献:《Nature Communications》

DOI: 10.1038/s41467-018-08134-5

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