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地球等離子體層月潮信號首次被發(fā)現(xiàn):利用嫦娥三號等衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)

2023-01-29
來源:IT之家

IT之家 1 月 29 日消息,據(jù)中國科學院地質與地球物理研究所網站,作為地球唯一的天然衛(wèi)星,月球對地球生態(tài)環(huán)境以及人類活動都有重要的影響,千百年來月球本身和地月相互作用等問題一直受到人們的廣泛關注。

中國科學院地質與地球物理研究所、山東大學等國內外多個單位的科研人員,利用包括我國嫦娥三號在內的多顆衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù),通過分析等離子體層頂位置隨月相的變化情況,首次觀測到地球等離子體層中存在月球潮汐信號。

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▲ 海洋潮汐(藍色部分)與等離子層頂潮汐(橙色部分)對比 | 圖源:中國科學院地質與地球物理研究所網站

科研團隊表示,月球對地球最直接的影響就是潮汐效應,其中最具代表性的是海洋潮汐,除此之外,人們在地殼、大氣和電離層等不同高度區(qū)域都頻繁地觀測到月球潮汐現(xiàn)象。以上這些區(qū)域中的物質以固、液、氣三態(tài)為主導,其中的月潮特征是由月球引力直接導致的,且大都以半日和半月周期變化為主。但在更為廣袤的地球磁層中,物質以稀薄的第四態(tài) —— 等離子體形態(tài)存在,其中的引力作用往往因其遠小于電磁力而被忽略,那里是否還會存在月球潮汐信號?人們對此還不清楚。

研究通過分析國內外近 40 年來十余顆衛(wèi)星(包括中國嫦娥三號,美國 THEMIS 以及歐洲 Cluster 等)穿越地球磁層“冷等離子體海洋”(即等離子體層)的數(shù)據(jù),首次發(fā)現(xiàn)等離子體層頂(即等離子體層的外邊界)的位置存在清晰的月潮變化。這個潮汐信號的最大振幅約為 800 km。研究表明,這是引力和電磁力的共同作用,導致了等離子層頂潮汐信號特征顯著區(qū)別于近地面區(qū)域僅由引力引起的潮汐信號。

據(jù)介紹,這一新發(fā)現(xiàn)更新了人們對潮汐現(xiàn)象的認知,也表明月球對近地空間環(huán)境的作用比以前人們設想的更為重要,拓展了對地月系統(tǒng)相互作用的理解,并有助于進一步研究其他行星系統(tǒng)中衛(wèi)星和行星的相互作用過程。IT之家了解到,該研究成果發(fā)表于國際學術期刊《自然?物理學(Nature Physics)》。




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