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巨大的太阳风扰动导致地球磁层失去其通常的尾巴

发布时间:2024-08-05 11:22:20来源:

就像一架超音速喷气式飞机被高速风吹拂一样,地球不断受到来自太阳的带电粒子流(即太阳风)的轰击。

就像喷气式飞机周围的风或船周围的水一样,这些太阳风流围绕着地球磁场或磁层弯曲,在磁层的朝阳面形成一个称为弓形激波的锋面,并将其拉伸成风向袋形状,在背阴面有一条长尾巴。

太阳风的剧烈变化改变了磁层的结构和动态。此类变化的一个例子让我们得以一窥太空中其他天体的行为,例如木星的卫星和太阳系外行星。

在《地球物理研究快报》上发表的一篇文章中,Li-Jen Chen 和同事报告了对日冕物质抛射(CME) 期间产生的一种罕见现象的前所未有的观测结果。

日冕物质抛射的移动速度通常比阿尔文速度(振动磁场线穿过磁化等离子体的速度)快,阿尔文速度会随等离子体环境而变化。2023 年的一次日冕物质抛射扰乱了地球磁层的正常结构约两个小时。研究人员分析了美国宇航局磁层多尺度任务 (MMS) 的观测结果,以了解发生了什么。

2023 年 4 月 24 日,MMS 航天器观测到,尽管太阳风的流动速度很快,但强 CME 期间的阿尔文速度甚至更快。通常,太阳风的传播速度比阿尔文速度快。这一异常现象导致地球弓形激波暂时消失,从而使来自太阳的等离子体和磁场直接与磁层相互作用。

地球的风袋尾部被称为阿尔文翼的结构所取代,该结构将地球的磁层与最近爆发的太阳区域连接起来。这种连接充当了磁层和太阳之间传输等离子体的高速公路。

作者写道,这次独特的 CME 事件为了解阿尔文翼的形成和演化提供了新的见解。在我们太阳系和宇宙中其他磁活跃天体周围也可能发生类似的过程,研究人员的观察表明,木星卫星木卫三上极光的形成也可能归因于阿尔文翼。作者建议,未来的研究可以寻找地球上出现的类似阿尔文翼极光。

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