物理学家Kendra Bergstedt与磁层多尺度任务、地球磁层概念图。
太阳发射的高速粒子撞击地球磁场时，会引发反应，可能导致通讯卫星和电网受到干扰。phys.org网站当地时间1月4日报道，美国能源部（DOE）普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）的科学家们对该过程的细节有了新认识，这也将帮助他们更好地预测太空天气。相关研究成果刊登在《地球物理研究快报》杂志中。
研究人员在文中阐述了高速粒子的规则爆发与地球周围磁场的相互作用方式。两者相互作用的区域被称为磁层。在高能粒子喷涌的过程中，太阳和地球的磁力线发生碰撞。磁场线断裂，然后重新连接，这一过程被称作磁重联。磁重联过程会释放出巨大的能量，能量通过磁层扩散到地球的上层大气。
研究人员开发了一种算法用以自动检测从磁层收集到的等离子体数据。新项目分析了美国宇航局磁层多尺度（MMS）任务收集的信息。
“磁重联到底是如何开始并释放能量的？这仍然是一个悬而未决的问题。”论文作者、PPPL研究人员Kendra Bergstedt说，“更好地了解这个过程，可以帮助我们预测太阳风暴对人类的影响，加深人类对磁重联影响核聚变反应的认识。”
此外，磁重联与聚变能有关，聚变能是太阳和恒星的驱动能，PPPL正在努力复制这种可观的能量。
新研究让科学家对粒子能量的产生有了新认识。Bergstedt说：“重联区域的哪些部分对粒子能量作用最大？作用方式如何？这些问题一直存在争议。我们发现，在重联区域的微观等离子体对磁场传递给粒子的总能量贡献不大。”
这一发现着实令人惊讶。“此前我们都预测，‘增能’过程主要在这些等离子体中产生。”PPPL物理学家Ji Hantao说。
虽然科学家们在磁重联研究方面取得了重大进展，但仍有很多谜团有待揭开。目前，Bergstedt的分析只应用于有限的磁层区域，她希望该算法在未来可以拓展到其他区域的研究中。
原创编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：陈之涵
期刊来源：《地球物理研究快报》
期刊编号：0094-8276
原文链接：https://phys.org/news/2021-01-potentially-solar-storms.html
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