以前,科學家衹是從理論上推測,在太陽風暴、核反應中,“應該存在”一個非常重要而奇特的“點”——磁零點。而最近,我國天文學家通過衛星觀測數據,真實地“捕捉”到了宇宙中的磁零點。最新成果發表在近期出版的《自然·物理學》雜志上。
磁零點是什麽?它就像地球上的臺風眼——別看臺風呼嘯橫掃數百公裏,小小的臺風眼裏卻風平浪靜。我國天文學家發現,來自太陽的電磁風暴同樣也有臺風眼——儘管“太陽風暴”襲擊地球磁場時,甚至可以引起無綫通訊中斷,但在臺風眼之中,卻有個磁場為零的地方。
多年來,為尋找磁零點,歐洲宇航局啓動了“星簇”計劃,連續發射了四顆衛星,中國也實施了“雙星”計劃。日前,衛星在離地球約12.6萬公裏的太空中,觀測到一次“太陽風暴”侵襲下的地球磁場。根據觀測數據,國傢天文臺肖池階副研究員、大連理工大學王曉鋼教授、北京大學濮祖蔭教授等為主的研究小組,首次發現了自然界中存在的磁零點。當期雜志配發評論,認為這是磁重聯研究領域中“極其重要的”進展。
在神奇的磁零點上,發生着太空中十分常見的物理過程——磁重聯。在太陽風暴的“勁吹”下,“背風”處的地球磁場從原先的圓球形,被“吹”得好像飄揚的長發。長發般的磁力綫在太陽風的“逼迫”下,不斷逼近磁零點。
當兩條磁極方向相反的磁力綫與磁零點無限接近的那一瞬間,兩條磁力綫開始“重新聯結”:同時從中斷開,並連接成兩條新的磁力綫——一條帶着太陽風暴的等離子體飛嚮浩淼的太空,另一條則如同拉滿的橡皮筋,縮嚮地球,它所攜帶的高能粒子“撞”進地球南北兩極的大氣層,形成美麗的極光。
據國傢天文臺汪景琹研究員介紹,以前人們衹是在理論上推測磁零點的存在,但這次他們利用該臺趙輝博士發展的微分拓撲學方法,通過實際觀測數據分析,發現了磁重聯的中心區域存在磁零點,並計算出磁零點周圍的磁力綫存在蠃旋結構。
由於磁重聯存在於太陽耀斑、磁約束核聚變等重要物理過程中,是能量轉換和加速帶電粒子的基本機製之一,因此,這一發現有助於徹底解决磁重聯理論中一些長期懸而未决的難題。 |
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