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记者10日从哈尔滨工业大学获悉，该校理学院教授沈超团队等发现木星磁鞘射流。该发现将增进人类对磁鞘射流在不同行星环境下形成、对行星磁场潜在影响、太阳系空间等离子体激波特性、等离子体能量传输和转化过程等认知，并对空间天气事件预报具有重要应用价值。相关研究成果于当日发表在《地球物理快报》和《自然·通讯》上。
磁鞘是行星磁层与太阳风相互作用产生的外边界层，磁鞘射流是其中动能远大于周边等离子体动能的等离子流体。
“近年来，磁鞘射流在地球磁鞘、火星磁鞘中被发现，其他行星磁鞘中是否存在射流仍存在争议。”沈超介绍，“过去在地球附近的观测，研究者们认为射流可以产生于内太阳系行星的弓激波，太阳系行星的弓激波无法产生磁鞘射流。”
基于此，哈尔滨工业大学、约翰斯·霍普金斯大学、北京大学的研究者利用新近提出的空间多点探测方法——法向量场分析，对“团星”卫星探测器数据进行分析，发现一种新的磁鞘射流产生机制——磁鞘射流能够产生于弓激波与太阳风间断面相互作用。
“新的机制不受激波准平行与准垂直的限制，能在所有行星弓激波上导致磁鞘射流的产生。”沈超表示，“据此可推论，射流在太阳系行星磁鞘中普遍存在。”
为进一步确证新机制及其推论，研究者们对旅行者2号在木星磁鞘的观测数据再度进行分析，并发现射流存在的证据。
“我们发现，在三个木星磁鞘射流中，其中一个射流向太阳方向运动，而类似射流尚未在其他太阳系行星中发现，其来源有待进一步研究。”沈超介绍，“另外两个射流向木星方向运动，符合并证实新机制的预期。”
值得一提的是，研究者将上述新发现木星磁鞘射流与过去在地球磁鞘、火星磁鞘发现的射流对比，发现木星磁鞘射流空间尺度随弓激波空间尺度变化。
此外，研究者亦分析“卡西尼－惠更斯”计划数据，得出土星磁鞘射流存在初步证据。研究者并据此将可能土星磁鞘射流与水星磁鞘射流纳入对比，发现悉数射流均随弓激波尺度变化的规律。
“这也进一步证明行星磁鞘射流在太阳系中的普遍性。”沈超表示，未来研究将关注射流如何与行星磁层相互作用。“特别是类似于木星和土星这样的巨行星的磁层，因为那里的射流将比地球附近的射流具有更高的相对动能。”
发布时间：2024-01-10 16:00
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