中國科大等首次發現金星磁層中存在磁場重聯現象

　　中國科學技術大學中國科學院近地空間環境重點實驗室張鐵龍教授等與奧地利及美國科學家合作，利用歐洲金星快車的磁場探測數據，首次在金星的誘發磁層中發現了磁場重聯現象，研究成果發表在4月5日出版的國際權威學術期刊《科學》上。這一發現對金星大氣演化和氣候變化研究具有重要意義。

　　太陽每時每刻往外噴射著高速帶電粒子流，俗稱“太陽風”。金星和地球一樣處于高速流動的太陽風中，但與地球不同的是，金星本身沒有磁場，金星大氣直接暴露在太陽風中。金星大氣通過與太陽風直接相互作用，形成金星電離層，同時與太陽風攜帶的行星際磁場相互作用，在金星附近產生誘發磁層。這種誘發磁層和地球的磁層一樣，可以有效地阻止太陽風。

　　盡管如此，科學家發現，只要本身有磁場的行星，如地球、木星、土星、水星，太陽風的部分能量可以通過“磁場重聯”進入行星磁層，從而造成空間天氣變化，如地球南北極上空的極光等。磁場重聯是指方向相反的磁力線因互相靠近而發生的重新聯結現象，它產生了一種將磁場能量快速轉化成等離子體能量的物理機制，是空間和天體等離子體物理中的一個基本物理過程，被廣泛關注。此前，科學家普遍認為，金星由于本身沒有磁場，不太可能存在磁場重聯現象。

　　在國家自然科學基金的支助下，中國科大地球和空間科學學院“千人計劃”教授張鐵龍領導的行星物理課題組，與奧地利空間研究所以及美國加州大學洛杉磯分校等多個國際研究機構合作，利用歐洲金星快車的觀測資料，首次在金星的誘發磁層中發現了磁場重聯，并提出磁場重聯是導致金星上大氣尤其是水分子逃逸的重要機制之一。金星上大氣的逃逸被認為是造成金星上缺水而被富含二氧化碳的稠密大氣所籠罩，從而導致嚴重的溫室效應的原因。因此，該研究成果對揭示金星大氣的演化以及氣候變化具有重要意義，同時對地球氣候長期演化的研究也有借鑒意義。

　　中國科學院近地空間環境重點實驗室致力于近地空間環境前沿科學問題的研究，揭示近地空間環境各圈層之間的耦合過程以及物質與能量的輸運機制，提高國內地基光學和空間有效載荷的研制水平，建設國際上重要的近地空間環境研究中心和高端人才培養基地，滿足國家在近地空間環境保障、空間探測等方面的戰略需求。該實驗室研制了我國首臺平流層測風車載激光雷達，首次在國內實現了40km高度平流層大氣風場的探測，達到國際先進水平；過去五年發表SCI期刊論文130多篇，引用1100余次；已培養出4名全國百篇優秀博士論文獎獲得者。去年，實驗室的“地球空間環境及其對太陽活動的響應”團隊獲得國家自然科學基金委創新研究群體資助。