北大研究团队发现水星有磁暴和环流

北大研究团队发现水星有磁暴和环流

科技日报北京2月17日电（记者戴小培）北京大学地球与空间科学学院宗秋刚教授课题组发现水星存在磁暴和环流，解开了近半个世纪以来的谜题。相关研究成果于17日发表在国际学术期刊《自然通讯》（Nature Communications）和《中国科学：技术科学》（Sci China Tech Sci）上。

磁暴是由太阳风和磁层相互作用引起的磁场扰动，是许多太空天气事件中最具破坏性的。现在，观测已经证实存在由数千到数十万电子伏特的离子组成的环形电流，这些离子被困在土星和木星的磁层中。因此，太阳系其他行星乃至整个宇宙的磁层是否会发生相关的磁暴现象，成为目前极具研究价值的课题之一。

在太阳系中，水星是距离太阳最小、距离最近的行星，它具有与地球相似的固有磁场，可以抵抗太阳风的冲击，形成磁层。然而，由于水星的磁场强度不到地球的百分之一，它支持的磁层在空间尺度上比地球的小几十倍。此外，水星的大气层几乎已经逃逸，提供了一个重要的电离层。此前，学术界普遍认为水星的磁层太小，无法稳定地容纳捕获的能量粒子，因此倾向于认为水星没有环流或磁暴。

宗秋刚的团队广泛分析了美国宇航局信使水星探测器五年来的观测数据。观测表明，水星的环流在向阳面分支，其形状与地球的赤道环流非常不同。这种形状与粒子的实验模拟结果非常吻合。这主要是由于质子在强太阳风压缩水星磁层的条件下通过沙班斯基轨道。这些观测为水星磁层中存在环形电流提供了有力的证据。研究表明，水星磁层中存在与地球磁层相似的环形电流，从而引发了水星的磁暴。研究结果对于理解太阳系行星的演化具有重要意义。