我国科学家成功解码宇宙中的动理学阿尔芬波

科技日报实习记者 孙明源

4月12日，北京大学地球与空间科学学院宗秋刚教授研究团队在《自然·通讯》期刊上发表新成果，该团队提出了一种新的测量波动垂直波长的方法，并将其成功应用于MMS卫星观测到的动理学阿尔芬波事件。该方法名为粒子探测技术。

宗秋刚解读说，该方法的原理是利用不同能量的离子具有不同回旋半径这一特性，形成了一种测量动理学阿尔芬波垂直波长的“尺子”：能量越大，离子的回旋半径越大。动理学阿尔芬波和质子之间的相互作用将显著改变质子的分布函数，MMS航天器可以观测到这种改变，进而为测量动理学阿尔芬波垂直波长提供支持。

名为动理学阿尔芬波的等离子体波动广泛存在于地球磁层中，可能显著加速磁层能量粒子并引发地磁活动，对在轨航天器的安全构成威胁。动理学阿尔芬波也被认为是空间和天体等离子体湍流的主要成分之一。但是动理学阿尔芬波和其他等离子体波模很难区分开，这给观测造成了很大阻碍。

在论文当中，宗秋刚团队识别出了15个动理学阿尔芬波事件，计算了这些波动的垂直波长。研究结果从观测上证明了动理学阿尔芬波的离子尺度特性，观测得到了加速粒子的能量上限，并表明粒子探测技术的发展对研究动理学阿尔芬波具有重要意义。