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中國(guó)科學(xué)家領(lǐng)銜！世界首次→

點(diǎn)擊：  作者：記者    來(lái)源：科普中國(guó)微信號(hào)  發(fā)布時(shí)間:2025-01-28 12:11:48

 

合聲波在地球磁層空間中的空間分布。圖片來(lái)源：北京航空航天大學(xué)

 

北京航空航天大學(xué)空間與地球科學(xué)學(xué)院曹晉濱院士團(tuán)隊(duì)的劉成明與合作者，首次聆聽(tīng)到遙遠(yuǎn)地球空間發(fā)出的合聲。該工作打破了學(xué)術(shù)界關(guān)于合聲波只能在地球偶極磁場(chǎng)控制的近地區(qū)域出現(xiàn)這一持續(xù)70多年的傳統(tǒng)觀(guān)點(diǎn)，并闡述了合聲波產(chǎn)生的新機(jī)制——非線(xiàn)性波粒相互作用。相關(guān)成果近日發(fā)表于《自然》雜志。

 

地球空間地磁場(chǎng)磁力線(xiàn)就像兩端固定在地球南北磁極區(qū)的琴弦一樣，當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)能量進(jìn)入地球磁層空間，并通過(guò)相關(guān)物理過(guò)程撥動(dòng)這些琴弦時(shí)，就會(huì)激發(fā)頻率特征類(lèi)似于清晨鳥(niǎo)兒的齊鳴合奏的電磁波，科學(xué)界稱(chēng)之為合聲波。

 

由北京航空航天大學(xué)團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜、美國(guó)和瑞典同行參加的國(guó)際團(tuán)隊(duì)分析了國(guó)際地球磁層多尺度衛(wèi)星（MMS）數(shù)年收集的海量數(shù)據(jù)，首次在距離地球超過(guò)16萬(wàn)公里的遙遠(yuǎn)太空發(fā)現(xiàn)了合聲波，并給出非線(xiàn)性波動(dòng)—粒子相互作用是這種合聲波發(fā)生原因的理論解釋。

 

“我們觀(guān)測(cè)到合聲波的頻率不到100赫茲，處于人類(lèi)可以聽(tīng)到的聲波頻率范圍，轉(zhuǎn)化為音頻輸出后，就得到一段能被我們聽(tīng)見(jiàn)的‘太空合聲’。”論文第一作者、北京航空航天大學(xué)副教授劉成明說(shuō)，“這段聲音不僅像鳥(niǎo)兒鳴叫，還有些像科幻作品中的太空鯨歌。”

 

據(jù)介紹，合聲波對(duì)理解空間基本科學(xué)問(wèn)題有重要作用，也有多方面實(shí)際影響。它在地球輻射帶的高能電子加速和極區(qū)脈沖極光的產(chǎn)生過(guò)程中起著關(guān)鍵作用，可以形成壯觀(guān)美麗的極光，還會(huì)影響空間天氣變化，危害航天器穩(wěn)定運(yùn)行和航天員健康。

 

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