联合12颗卫星，终于揭开星际空间，长达40年的“幽灵磁场”之谜！

来自近地空间12颗卫星的新数据，终于解开了一个关于星际空间“幽灵磁场”的40年谜团。发表在《地球物理研究快报》期刊上的一项新研究发现，来自太空岩石碎裂的细微尘埃正乘着太阳风经过卫星。

卫星探测到细小碎片云是该星际空间区域磁场临时变化的原因，如果这一发现是正确的，还指出一种新方法来研究太阳系中非常大的领域，比如小行星和行星与非常微粒子之间鲜为人知的相互作用。

在其他方面，可以帮助解释太阳和其他恒星是如何清理星际家庭的。主要作者、中国珠海中山大学的行星科学家赖海荣（音译）解释：“这一事件之所以重要，不仅是因为它在一个场合被这么多卫星观测到，还因为它从星际空间一直追踪到了地球磁鞘。磁鞘是弓形激波背后形成堆积的太阳风，也就是风与地球磁场相遇的区域。在这两个空间环境中看到磁力事件，让科学家们的尘埃模型得到了检验。

幽灵磁场之谜

这个谜团始于1982年，当时在金星附近行星际空间中的航天器配备了一个磁场传感器，称为磁强计，探测到了该星际空间区域磁场长达12小时的变化，磁场变化无法解释，因为没有明显的原因。

新研究的合著者、加州大学洛杉矶分校的行星科学家克里斯托弗·罗素还记得这一事件说：磁力仪探测到磁场开始上升，然后变得越来越强，然后下降并趋于平坦。

还以为是彗星经过呢，但那是完全错误的。在那之后的几年里，罗素和其他科学家用宇宙飞船记录了更多这样的磁性事件，持续时间从几秒钟到12小时不等，然后提出了一个假设，即它们是由磁化尘埃云在太阳风中冲浪造成的，那就是这些尘埃粒子由太空中的岩石碰撞而成。碰撞撞碎了岩石，留下了足够小的尘埃颗粒，它们可以被来自太阳紫外线辐射轰击和电离。

一旦它们被电离，这意味着它们得到了电荷，就能受到太阳风中带粒子的影响。然后，尘埃可以被太阳风拖着走，逐渐加快速度，就像冲浪者捕捉波浪一样。只要尘埃比太阳风慢，尘埃颗粒就会对磁场造成凹陷，这就是航天器磁强计探测到掠过磁场。罗素说：我们很难找到证据来说服每个人这是正确的。为了测试这个模型，索了卫星磁力仪的数据记录，以寻找其他事件。

新研究发现是2018年1月16日的一次事件，被十几个航天器探测到。但更好的是，尘埃云从星际空间进入地球的磁鞘，这更能揭示问题。研究的假设是，在地球磁弓激波的上游，太阳风比尘埃快，并拖着较慢的尘埃随之而来。然而，在弓形激波的下游，太阳风变慢了，而尘埃却没有。这两个角色颠倒了过来，尘埃将太阳风拖入了磁鞘。

通过比较12颗卫星在上游和磁鞘内的磁场变化，科学家们可以检验这一假设。研究发现，在这两种空间环境中，磁场变化的模式都符合电离尘埃假说。除了解开这个谜团，新观测还提供了对太阳系中中性物质(如岩石、小行星和行星)和带电物质(如等离子体)行为的洞。此前科学界并没有真正考虑中性岩石和等离子体之间的界面，当粒子足够小时，这种中性物质就会带电，并受到太阳风的影响。

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博科园｜研究/来自：美国地球物理学会

参考期刊《地球物理研究快报》

DOI: 10.1029/2019GL085818

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