利用NASA的数据，研究人员发现地球磁层边缘的“驻波”

（图源NASA官网）

地球在太阳系中航行，它有一艘自己制造的船：磁层，包裹和保护着地球的磁场。蓝天和大海充满了来自太阳的带电粒子，这被称为太阳风。就像海浪随风而动一样，科学家们预计，沿着磁层行驶的海浪应该朝着太阳风的方向荡漾。但是一项新的研究显示，有些波的作用正好相反。

研究这些传输能量的磁层波有助于科学家了解太阳活动在地球周围空间的复杂表现。由太阳造成的空间条件的变化被称为空间天气。这种天气可以影响我们的技术——从轨道上的通信卫星到地面上的电力线。

领导这项新研究的伦敦帝国学院空间物理学家马丁·阿切尔说：“了解系统的边界是关键。"他于2021年10月6日将研究发表在《自然·通讯》上。

阿切尔专注于表面波，即一种需要边界的波。在研究中，这种表面波指的是磁层的边缘。以前，他和他的同事们发现这个边界像鼓一样振动。当一阵强烈的太阳风拍打着磁层时，波浪向地球的磁极奔去，并被反射回来。

最新的工作研究在整个磁层表面形成的波，使用了美国宇航局THEMIS任务的模型和观测数据的组合。

研究人员发现，当太阳风脉冲袭击时，形成的波不仅在地球磁极和磁层前端之间来回奔跑，而且还逆着太阳风前进。阿切尔将这两种运动比作渡河。一条船可以从一个河岸渡到另一个河岸（向两极行驶），也可以逆流而上（对抗太阳风）。而在磁层的前端，这些波似乎是静止的。

THEMIS卫星在磁层内的观测发现，一些波可能是逆着太阳风行驶的。研究人员用模型说明了来自太阳风的能量和逆风波的能量是如何相互抵消的。就好似一个人试图在下行的扶梯中往上走，他会始终保持在一个地方。

这些驻波可以比那些随太阳风传播的驻波持续更久。这意味着它们在近地空间加速粒子的时间更长，从而导致辐射带、极光或电离层的潜在影响。阿切尔预计，驻波可能发生在宇宙的其他地方，包括其他行星的磁层和黑洞的外围。

该研究论文题为"Magnetopause ripples going against the flow form azimuthally stationary surface waves"，已发表在《自然·通讯》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

参考资料：https://www.nature.com/articles/s41467-021-25923-7