?? (一)研究太陽風(fēng)與地球磁層的相互作用。該相互作用是太陽風(fēng)與具有內(nèi)稟磁場(chǎng)的星體相互作用的典型代表。磁層頂磁場(chǎng)重聯(lián)是這種相互作用的主要方式。磁通量傳輸事件則是磁場(chǎng)重聯(lián)的主要產(chǎn)物和表現(xiàn)形式。針對(duì)磁通量傳輸事件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、形成機(jī)制、結(jié)構(gòu)演化以及其運(yùn)動(dòng)對(duì)磁層的影響等進(jìn)行了詳細(xì)的研究。研究表明:
?1)通過磁通量傳輸事件,太陽風(fēng)中的磁能、粒子以及動(dòng)能可以傳輸?shù)降厍虼艑又?。磁通量傳輸事件是具有螺旋磁力線的磁繩結(jié)構(gòu),橫截面一般達(dá)1-2地球半徑,一次磁通量傳輸事件向磁層輸入的磁通量約為106韋伯,為一次地球空間爆發(fā)事件(例如亞暴)所需能量的百分之一。
?2)磁通量傳輸事件是由多X點(diǎn)重聯(lián)產(chǎn)生的,但由于其形成過程比較短暫,多X重聯(lián)并不能經(jīng)常被觀測(cè)到。
?3)除將太陽風(fēng)磁場(chǎng)輸入磁層,磁通量傳輸事件還是磁層與太陽風(fēng)的粒子交換通道,觀測(cè)表明,磁通量傳輸事件形成初期表現(xiàn)為核心場(chǎng)較弱的Crater FTE特征;此后,正是由于等離子體的逃逸,逐步演化成具有很強(qiáng)核心場(chǎng)的磁繩結(jié)構(gòu)。
?4)磁通量傳輸事件在磁層頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)過程中,由于類粘滯性相互作用,太陽風(fēng)動(dòng)能也可以輸入到磁層中,從而在磁層中產(chǎn)生等離子體流的渦旋。
?我們的研究涉及到兩個(gè)基本的理論問題:1,重聯(lián)的產(chǎn)生和發(fā)展方式;2,無碰撞等離子體的粘滯作用。同時(shí),太陽風(fēng)對(duì)磁層的質(zhì)量、動(dòng)量和能量的輸入過程是進(jìn)一步理解復(fù)雜空間天氣過程開端與基礎(chǔ)。
??? (二)研究太陽風(fēng)與月球的相互作用。從空間物理的角度看,月球最大的特點(diǎn)是只存在小尺度的磁異常區(qū),而不存在全球尺度的內(nèi)稟磁場(chǎng),這種相互作用是太陽風(fēng)與無磁場(chǎng)星體相互作用的極端情形,與地球磁層和太陽風(fēng)相互作用完全不同。我們的觀測(cè)表明:
?1)大部分太陽風(fēng)粒子會(huì)直接轟擊月球表面從而被月球表面吸收,在背風(fēng)面形成一個(gè)長度至少為12個(gè)月球半徑的,不斷膨脹的月球尾跡結(jié)構(gòu)。我們的研究表明,月球尾跡是以快磁聲速向外膨脹的。向外膨脹的同時(shí),太陽風(fēng)粒子不斷注入到尾跡中,由于能量色散效應(yīng),引起尾跡中粒子溫度的增加。
?2)太陽風(fēng)磁場(chǎng)穿越月球之后,磁力線會(huì)向月球一側(cè)彎曲,同時(shí)等離子體的流速會(huì)大為降低。這是一個(gè)非常意外的發(fā)現(xiàn),我們認(rèn)為這是由于月球表面的帶電浮塵引起的。
?我們力圖探索和理解月表及其附近的空間物理環(huán)境和物理過程,為未來人類的月球活動(dòng)增加知識(shí)基礎(chǔ)。
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