新華社北京/倫敦1月23日電 地球磁力線像琴弦一樣被宇宙空間帶電粒子撥動,會發(fā)出什么樣的聲音?中國科學(xué)家領(lǐng)銜團隊在23日正式出版的英國學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表論文,宣布在世界上首次記錄到遙遠的“太空合聲”。 論文通訊作者、中國科學(xué)院院士曹晉濱說:“這項開創(chuàng)性工作打破了國際科學(xué)界持續(xù)70多年的關(guān)于合聲波產(chǎn)生和傳播機制的傳統(tǒng)觀點,發(fā)現(xiàn)了合聲波產(chǎn)生的新機制——非線性波粒相互作用?!?/p> 據(jù)介紹,地球的磁場深入太空,磁力線受到宇宙空間帶電粒子等擾動時,會激發(fā)頻率特征類似清晨鳥兒齊鳴合聲的電磁波,科學(xué)界稱為合聲波。合聲波是太空中幅值最強的電磁波動之一,自上世紀50年代以來一直是空間物理學(xué)研究的前沿?zé)狳c,但過去通常認為它只出現(xiàn)在靠近地球的偶極磁場區(qū)域。 由中國科學(xué)家領(lǐng)銜、美國和瑞典同行參加的國際團隊分析了國際地球磁層多尺度衛(wèi)星(MMS)數(shù)年收集的海量數(shù)據(jù),首次在距離地球超過16萬公里的遙遠太空發(fā)現(xiàn)了合聲波,并給出非線性波動-粒子相互作用是這種合聲波發(fā)生原因的理論解釋。 “我們觀測到合聲波的頻率不到100赫茲,處于人類可以聽到的聲波頻率范圍,轉(zhuǎn)化為音頻輸出后,就得到一段能被我們聽見的‘太空合聲’。”論文第一作者、北京航空航天大學(xué)副教授劉成明說,“這段聲音不僅像鳥兒鳴叫,還有些像科幻作品中的太空鯨歌?!?/p> 合聲波對理解空間基本科學(xué)問題有重要作用,也有多方面實際影響。它在地球輻射帶的高能電子加速和極區(qū)脈沖極光的產(chǎn)生過程中起著關(guān)鍵作用,可以形成壯觀美麗的極光;還會影響空間天氣變化,可危害航天器穩(wěn)定運行和航天員健康。本次成果可為空間天氣的精確建模與預(yù)報研究提供重要理論支撐。 英國南極考察處專家、英國皇家學(xué)會院士理查德·霍恩在《自然》配發(fā)的觀點文章中評價,這項觀測結(jié)果很重要,“是在一個驚奇區(qū)域的驚奇發(fā)現(xiàn)”,將極大提高科學(xué)界在空間天氣等方面的預(yù)測能力。 |
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