全球首次 中国科学家发现太空合声:深入研究为太空探索保驾护航
北京航空航天大学(北航)的科研团队日前发布最新研究成果,在世界上首次发现距离地球16万公里处遥远太空的“太空合声”,并发现全新的合声波产生机制。通过深入研究“太空合声”,为人类探索太空的路上保驾护航。
《央视新闻》报道,“太空合声”学名为合声波,是一种电磁波,传统观点认为它的产生与地球磁场有关,若将地球磁场的磁力线想象为两端固定在地球南北磁极区的琴弦,当太阳风的能量到达地球时,与地球磁场相互作用,就会激发出频率特征类似于清晨鸟儿齐鸣合奏声的电磁波。
中国科学院院士、北京航空航天大学空间与地球科学学院院长曹晋滨介绍,“太空合声”是空间中一种低频的电磁波,频率可以从一百赫兹到几千赫兹。
20世纪50年代以来,全球与空间探索有关的科学家对合声波进行大量观测研究,认为合声波主要发生在近地空间的地球偶极磁场区域。
北航科研团队利用一个科学探测器数年收集的海量数据,首次发现距离地球16万公里处的合声波,同时还发现全新的合声波产生机制,突破全球科学界延续70多年的传统认知。
专家介绍,合声波作为地球和行星空间等离子体中幅值最强的电磁波动之一,具有能够将电子加速到接近光速的能量,且只需要很短的空间尺度就能加速。一旦被加速,这些高能电子就会变成“杀手电子”,严重危害航天器稳定运行和航天员健康安全,“甚至有时候可能是致命性的”。
北航科研团队通过观测,证实合声波不仅在近地空间存在,在远离地球的非偶极磁场区域同样也能存在的理论依据。惟时至今日,科学界仍未能全面掌握合声波的产生和传播机制。
合声波产生的高能粒子会形成壮观的极光,但同时对航天器、人造卫星、航天发射、载人航天等带来巨大威胁,全球所有航天大国的空间天气预测系统都将合声波列为重要内容。
曹晋滨介绍,通过研究合声波是如何产生,如何加速高能电子,就可以提前预报高能电子辐射带的演化,减免对卫星的损害。
相关研究成果已在国际知名学术期刊《自然》(Nature)上发表。