研究揭示地球磁尾電流片拍動新機制

夜側的地磁場會被太陽風拉伸形成「磁尾」。磁尾上、下部分磁場近似反向，其赤道附近磁場反向過渡的區域被稱為磁尾電流片。地球磁尾電流片是磁層物理活動最活躍的區域，也是地磁擾動的激發區域，因此通常不是處於靜態，而是處於上下擺動，或「拍動」狀態。

作為一種重要的磁層能量釋放過程，磁尾電流片的拍動現象正吸引著人們越來越多的關注。幾十年來的研究表明，磁尾電流片的拍動能形成大尺度的波動，從午夜「源」區向磁尾兩翼傳播（圖1），傳播速度約幾十公里每秒，波長約4個地球半徑。不少模型和理論試著去解釋拍動的產生和傳播機制，但真實的物理過程仍不清楚。譬如，午夜區域的「源」到底是什麼？拍動波動的傳播物理過程究竟怎樣？

針對這一系列關鍵物理問題，中國科學院地質與地球物理研究所地球與行星物理重點實驗室博士高佳維及其合作導師、副研究員戎昭金等利用Cluster多點衛星的觀測數據對磁尾電流片的拍動事件進行了詳細的研究，觀測結果與現有拍動模型結果均不同。他們通過對2001-2004年的事例進行統計分析，發現在午夜附近（|Y|

研究成果為進一步理解拍動產生與傳播的物理過程提供了重要的觀測依據，近日發表於Journal of Geophysical Research: Space Physics。

1. Gao J W, Rong Z J, Cai Y H, et al.The distribution of two flapping types of magnetotail current sheet: Implication for the flapping mechanism[J]. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 2018，123，DOI：10.1029/2018JA025695.

2. Rong Z J, Cai Y H, Gao J W, et al.Cluster observations of a dispersive flapping event of magnetotail current sheet[J]. Journal of Geophysical Research: Space Physics,2018, 123(7): 5571-5579.DOI：10.1029/2018JA025196.

圖1 電流片波動傳播示意圖。扭結波從磁尾中心區域向兩翼傳播，但電流片拍動的產生和傳播機制仍不清楚

圖2 （a）不同類型拍動的空間分布；（b）地球磁尾電流片拍動產生的示意圖

來源：中國科學院地質與地球物理研究所

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！