太阳风的能量与地球周围的磁层“气泡”相互作用时会发生什么？

　　来自太阳风的能量与地球周围的磁层“气泡”相互作用，产生似乎静止不动的能量波。

　　这项研究的新发现提高了我们对导致“太空天气”的地球周围条件的理解，这些条件会影响我们从轨道上的通信卫星到地面电力线的技术。

　　太阳释放出一股叫做太阳风的带电粒子流。在地球表面，我们受到磁层的保护，免受这种阻塞——磁层是由地球磁场产生的气泡。

　　当太阳风撞击磁层时，能量波沿着两者之间的边界传递。科学家们认为波浪应该在太阳风的方向上产生涟漪，但最近发表在《自然通讯》上的新研究表明，有些波浪的作用恰恰相反。

　　此前，来自帝国理工大学物理系的首席研究员马丁·阿彻博士和他的同事建立了磁层的边界像鼓一样振动。当太阳风中一个鼓槌状的脉冲击中我们磁层气泡的最前端时，波向地球的磁极奔去并被反射回来。

　　最新的工作考虑了穿过整个磁层表面形成的波，使用了美国宇航局THEMIS(亚暴期间事件和宏观尺度相互作用的时间历史)卫星的模型和观测的组合。

　　研究人员发现，当太阳风脉冲撞击磁层时，形成的波不仅沿着地球的场线来回传播，而且逆着太阳风传播。

　　赤道(左)和午间子午线(右)模拟结果的电影。磁层的边界(黑色)由于表面波而移动，表面波压缩(红色)或稀薄(蓝色)磁层。振荡也被转换成伴随的音频。

　　该团队使用模型来说明来自太阳的风的能量和逆风的波浪的能量如何相互抵消，从而产生“驻波”，这种驻波需要大量能量，但似乎无处可去。

　　Archer 博士说：“这类似于你尝试沿着向下的自动扶梯行走时发生的情况。即使你付出了很多努力，看起来你也完全没有动。”

　　这些驻波比随太阳风传播的驻波持续的时间更长。这意味着它们在近地空间加速粒子的时间更长，从而导致对地球辐射带、极光或电离层等区域的潜在影响。

　　研究人员还表示，驻波可能发生在宇宙的其他地方，从其他行星的磁层到黑洞的外围。

　　研究人员还将THEMIS卫星的电磁信号转换成音频，使我们能够听到穿过磁层边界的声波。

　　Archer 博士补充说：“虽然在模拟中我们可以看到到处发生的事情，但卫星只能测量这些波，它们只给我们提供时间序列的摆动线。这类数据实际上最适合我们的听觉而不是视觉，因此聆听数据通常可以让我们更直观地了解正在发生的事情。”

　　“您可以听到驻留表面波的深呼吸声始终存在，随着每个脉冲的到来而音量增加。与其他类型的波相关的更高音调的声音几乎不会持续那么长时间。”