科研前沿

行星际太阳风是如何加热的，以及太阳风湍流的串级是如何耗散的，是两个互相关联的科学难题。研究突破的难点，在于无法把太阳风动力学湍流的波模诊断和太阳风质子速度分布的分析结合起来。我们首次综合最新的波模诊断方式和最高时间分辨率的质子动力学特征，不仅印证了太阳风湍流在动力学尺度的二元波动特征，即准平行的离子回旋波和准垂直的动力论阿尔芬波，而且首次辨认出了离子回旋波与质子核成分回旋共振、动力论阿尔芬波朗道共振产生束流并回旋共振加热束流的扩散平台，从而提出关于太阳风动力学湍流的二元波动对质子的垂直加热和平行加热的图像。

该成果近期发表在 Astrophys. J. Lett. (ApJL)上 (He, J.-S., et al., ApJL, 800, L31, 2015)。
文章作者为：何建森、王玲华、涂传诒、Eckart Marsch、宗秋刚。
研究工作得到国家自然科学基金委创新群体、重点项目、优青项目、和面上项目的支持。

磁场重联是空间等离子体物理研究中解释快速能量爆发事件的重要物理过程。磁重联发生时，小尺度磁通绳的产生机制与其对粒子的加速效应是磁重联理论研究中的前沿课题。我所博士研究生郭瑞龙等人发现了磁通量绳结构内存在一对S型磁零点：As型磁零点与Bs型磁零点通过它们的spine线结合在一起，在spine附近的磁力线围绕spine旋转形成磁通量绳结构，并在二维投影上呈现出磁岛特征

太阳风与行星际物理课题组关于太阳风数值模拟数据中慢波的证认方法的文章，已于 Ann. Geophys. 发表。新的证认判据利用时空切片，好处在于体现波动的传播性，而判据的表现对波的传播角不敏感，因而不用在三维数据中求波矢。本工作为太阳风中可压缩湍流的研究打下了基础，可以用于三维可压缩 MHD 模拟中波动的识别与统计分析，也可以方便寻找慢波事例，以便于对波动产生—发展—耗散物理过程的研究。文中还给出了4个用此判据找到的慢波事例，定性描述了它们的物理性质与演化过程。详情请见 dx.doi.org/10.5194/angeo-33-13-2015.

Interplanetary shocks can create "killer electrons" in the near-Earth space environment within 15 minutes of the shock reaching the Earth's protective magnetic bubble. The underlying mechanism for this process has now been revealed as a result of a rare configuration of satellites, including Cluster, SOHO and Double Star.

转自《科学时报》

中德科学家在认识太阳风起源的磁场本质上有了新突破，他们确定了日冕中太阳风高速流发源地的磁结构，并利用欧空局(ESA)和美国航天局(NASA)研制的太阳日球层观测飞船(SOHO)上的太阳紫外辐射分光计(SUMER)，观测到太阳风来自一种漏斗状结构的磁场区域，这些漏斗状的磁场结构底部位于太阳表面网状磁结构的边缘。该成果发表于4月22日的《科学》杂志。

　　太阳风是一种来自太阳影响地球空间环境的稀薄而炽热的电离气体，由质子、α粒子、少数重离子和电子流组成的。它们由太阳表面发出，以300至800公里/秒的速度“刮”到地球。太阳风会影响卫星和航天设备等的正常运行以及干扰地球上无线电通讯正常工作，它所引起的磁暴也会影响地球上的敏感的电子控制系统。另外，太阳风剧烈时也可能对人体产生伤害。

　　“太阳风源区的磁场结构非常难以琢磨”，文章第一作者、北京大学地球物理系的涂传诒教授说，“很多年以来，太阳物理学家和空间物理学家们观测到太阳风高速流来自太阳表面一种暗的开磁场区域，这种区域被称为冕洞。我们利用了一种新的方法，综合SOHO观测到的复杂的物理现象，获得了冕洞源区的物理特性：太阳风高速流来自日冕漏斗结构，在光球层上部2万公里的高度，以10公里/秒的速度发出。”