空間中心科研人員自主構建國內首個木星磁層全球MHD模型

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木星是太陽系八大行星中體積最大、自轉最快的行星。而木星磁層，作為太陽系中體積最大、能量最強的行星磁層，一直以來受到了科學家們的廣泛關注。區別於地球磁層，木星磁層中的等離子體主要源於其衛星——木衛一（Io）。Io是太陽系中火山活動最活躍的天體，其火山噴發的中性物質經電離後源源不斷地給木星磁層提供等離子體；而且由於木星的高速自轉（自轉周期約10小時），木星磁層動力學和地球磁層顯著不同。具體來說，木星磁層動力學主要由兩種機制主導：一種是類似於地球的太陽風-磁層相互作用（Dungey Cycle），另一種是由木星高速自轉和內部等離子體源主導的機制（Vasyliunas Cycle）。

最近，國家空間科學中心空間天氣學國家重點實驗室王赤研究員的團隊基於自主發展的演算法，成功搭建了木星磁層MHD模型，並獲得了與觀測數據較一致的結果。該模型包含了木星內部等離子體源Io、木星的高速自轉和磁層-電離層耦合等效應。模擬結果顯示，中遠磁尾赤道面等離子體密度、壓強與基於觀測的經驗模型基本一致；同時，模擬的電離層場向電流位型和觀測到的極光特徵有一定的相似性。

該模型為我們進一步理解木星磁層動力學提供了新的途徑。該工作以封面文章發表在地球與行星物理學期刊EPP（Earth and Planetary Physics）上，論文第一作者是研究生王宇賢。

文章列表及鏈接：

Wang Y. X., Guo X. C., Tang B. B., Li W. Y., and Wang C. (2018). Modeling the Jovian magnetosphere under an antiparallel interplanetary magnetic field from a global MHD simulation. Earth Planet. Phys., 2(4), 303–309.

http://doi.org/10.26464/epp2018028

圖：木星全球磁層位型. 背景顏色表示等離子體密度，帶顏色的細繩表示磁力線，白色箭頭表示等離子體速度

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