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Science:对环绕地球磁力线如何重连的新的了解

摘要 : 来自NASA航天器的高分辨率测量揭开了环绕地球磁场重连之谜——磁场重连是一种磁力线断开和重连,并释放出能量和加速粒子的现象。

 来自NASA航天器的高分辨率测量揭开了环绕地球磁场重连之谜——磁场重连是一种磁力线断开和重连,并释放出能量和加速粒子的现象。作者们说,由于在许多实验室和太空环境中磁力线重连所具有的重要性,这一结果为观察这一普遍但又所知甚少的过程开启了新的窗口。磁气圈是环绕地球的一个空间区域,在磁气圈中占主导地位的磁场是地球的磁场,而不是行星际空间的磁场。地球磁场的磁力线会重新排列和连接,因此更好地了解这一过程是等离子体物理的一个重要目标。尽管多次的航天器使命已经探索了地球的磁气圈,但在电子尺度对磁力线重连的检测仍然缺乏。因此,科学家们对什么引起磁力线重连仍不十分了解。2015年3月,NASA发射了4个航天器,它们是磁气圈多尺度(MMS)探索使命的一部分,该探索使命的目的是在电子尺度上对磁力线重连展开高分辨率的太空实验。James Burch和同事在对结果分析后确定,该磁力线重连过程受到电子尺度动力学的驱动。这些结果将有助于科学家们对磁化等离子体的理解,包括那些位于聚变反应器、太阳大气和地球及其它行星磁气圈内的磁化等离子体。

原文链接:

Electron-Scale Measurements of Magnetic Reconnection in Space

原文摘要:

Magnetic reconnection is a fundamental physical process in plasmas wherby stored magnetic energy is converted into heat and kinetic energy of charged particles. Reconnection occurs in many astrophysical plasma environments and in laboratory plasmas. Using very high time resolution measurements, NASA’s Magnetospheric Multiscale Mission (MMS) has found direct evidence for electron demagnetization and acceleration at sites along the sunward boundary of Earth’s magnetosphere wher the interplanetary magnetic field reconnects with the terrestrial magnetic field. We have (i) observed the conversion of magnetic energy to particle energy, (ii) measured the electric field and current, which together cause the dissipation of magnetic energy, and (iii) identified the electron population that carries the current as a result of demagnetization and acceleration within the reconnection diffusion/dissipation region.

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