合聲波，是太空中幅值最強的電磁波動之一。70多年來，學(xué)術(shù)界普遍認為合聲波只出現(xiàn)在靠近地球的偶極磁場區(qū)域。23日，學(xué)術(shù)期刊《自然》刊發(fā)了北京航空航天大學(xué)空間與地球科學(xué)學(xué)院曹晉濱院士團隊劉成明等人與來自美國和瑞典的科研人員一起在地球空間合聲觸發(fā)機制領(lǐng)域取得的最新進展。聯(lián)合團隊首次發(fā)現(xiàn)在距離地球16萬公里的非偶極磁場中性片區(qū)域也會出現(xiàn)合聲波，其產(chǎn)生機制來自非線性波粒相互作用，與傳統(tǒng)的合聲波產(chǎn)生機制不同。

地球空間地磁場磁力線就像兩端固定在地球南北磁極區(qū)的琴弦一樣，當太陽風(fēng)能量進入地球磁層空間，并通過相關(guān)物理過程“撥動”這些琴弦時，就會激發(fā)頻率特征類似于清晨鳥鳴的電磁波，科學(xué)界稱為合聲波。

團隊成員劉成明等人經(jīng)研究提出，合聲波的產(chǎn)生是一個基本空間等離子體物理過程，合聲波不僅在傳統(tǒng)觀點認為的近地空間偶極磁場區(qū)域存在，在非偶極磁場區(qū)域也應(yīng)該存在。

團隊分析了國際地球磁層多尺度衛(wèi)星（MMS）數(shù)年收集的海量數(shù)據(jù)，首次在非偶極場結(jié)構(gòu)的磁尾中性片區(qū)域發(fā)現(xiàn)了連續(xù)出現(xiàn)的合聲波。而在傳統(tǒng)合聲波理論框架下，那里不應(yīng)該存在合聲波。

合聲波對理解空間基本科學(xué)問題有重要作用，有多方面實際影響。在地球輻射帶高能電子加速和極區(qū)脈沖極光的產(chǎn)生過程中，合聲波起著關(guān)鍵作用。合聲波可以散射電子使其沿地磁場磁力線沉降至極區(qū)高層大氣，進而與大氣分子碰撞后形成地球上壯觀美麗的極光；合聲波能夠?qū)⒌湍茈娮蛹铀俪筛吣茈娮樱纬傻厍蜉椛鋷⑹蛛娮?，危害航天器穩(wěn)定運行和航天員健康安全；合聲波還能夠誘發(fā)嘶聲波，改變近地空間高能電子輻射帶結(jié)構(gòu)，進而影響空間天氣發(fā)展和演化。

英國皇家學(xué)會院士理查德·霍恩在《自然》配發(fā)的觀點文章中指出，新發(fā)現(xiàn)的合聲波在以往認為不可能出現(xiàn)的區(qū)域出現(xiàn)，是在一個驚奇區(qū)域的驚奇發(fā)現(xiàn)。首次觀測到的相空間電子洞也是一個非凡的發(fā)現(xiàn)。這項工作將極大提高科學(xué)界在空間天氣等方面的預(yù)測能力。（記者劉博超）

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