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国家天文台发现磁零点存在 “双星”观测数据功不可没
2007-01-17 | 【     】【打印】【关闭

中国科学技术学会会刊、中国科技核心期刊《科技导报》在2007年第1期遴选出2006年中国重大科学进展,中国科学院国家天文台根据通过系统分析中国“双星”计划和欧洲宇航局“星簇”计划(Cluster mission)等多颗卫星的观测数据,首次发现自然界中存在的磁零点这一重大突破,被评为2006中国资源环境领域4项重大进展之一。

 

这一科学进展与“双星”计划所提供的观测数据有着重要联系。中国“地球空间双星探测计划”(简称“双星”计划)是首个由中国提出的空间探测国际合作计划。20017月,中国航天局与欧洲空间局正式签署合作协议启动该计划。按照协议,中国的双星将同欧空局磁层探测计划中发射的四颗星相互配合,以实现不同区域同时探测,并对磁层空间暴的产生机制和发展规律进行探测和研究。

 

“双星计划”的应用系统包括地面应用分系统和科学应用分系统两个分系统,全部由中国科学院澳门金莎与应用研究中心牵头承担;双星计划的卫星系统中的有效载荷分系统和有效载荷公用设备分系统两个分系统也由我中心承担。双星计划的首席科学家,我中心刘振兴院士,作为整个工程项目科学目标的制定者,负责处理立项、研制和运行阶段所有涉及科学目标实现的问题的论证,同时负责组织科学研究工作团队,制定探测数据的分析和研究计划及其实施。

 

 “双星计划”将科学目标聚焦在磁层中当前国际上最具有挑战性的重大科学问题:磁层亚暴、磁暴和磁层粒子暴的触发机制和物理模式。与欧空局的Cluster 相配合,通过对地球空间电磁场和带电粒子的探测,获取可靠的科学数据,在研究中取得新的发现和获得突破性的理论研究成果,具有重要的应用前景和重大的科学意义。

 

磁零点是磁重联的发生地,磁力线在此断开和重新联接。理论上磁零点是一个磁场为零的孤立奇异点,在三维空间的测度为零,但迄今为止还没有发现其存在的直接观测证据。以中国科学院国家天文台肖池阶副研究员为主的研究小组,通过系统分析中国“双星”计划和欧洲宇航局“星簇”计划(Cluster mission)等多颗卫星的观测数据,首次证明了磁零点存在于磁重联中心区域,发现了磁零点周围的磁力线存在螺旋结构,这与磁零点的拓扑理论完全相符。这一发现对开展三维磁重联理论的下一步研究工作有重要的启示作用。

 

双星探测电脑模拟图

   

     磁零点周围的磁力线存在螺旋结构

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