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空間中心科研人員在磁層頂回旋各向異性電子分布函數研究取得進展

文章來源: | 發布時間:2019-03-06 | 【打印】【關閉】

  近日,空间天气学国家重点实验室唐斌斌副研究員,李文亚副研究員,王赤研究員等同瑞典空间科学研究所(Uppsala),美国Goddard飞行中心和其它机构的科研人员一起利用MMS卫星数据报导了一个磁层顶非重连电流片中的回旋各向异性电子分布函数的观测事件。目前文章已经在线发表在Geophysical Research Letters杂志上。

  在之前的研究中,回旋各向異性電子分布通常發現在磁場重聯的電子擴散區或其附近區域,是反映電子尺度動力學過程的一個重要方面。而在2017年9月20日MMS的一次磁層頂穿越中,團隊發現了在磁層頂非重聯電流片中同樣也會存在回旋各向異性電子分布。這些回旋各向異性電子分布函數形成在一個磁場強度極小值區域的兩側邊界上,由于磁場邊界的厚度與電子的特征回旋半徑相當,于是當位于磁場極小值區域的電子經過曲率散射後,其電子的回旋效應得以顯現。利用MMS電子7.5毫秒的高精度數據,我們還對回旋各向異性電子分布函數在垂直于磁場平面內的張角大小進行了分析,其變化趨勢也與電子的有限回旋半徑效應相符合。

  此外,MMS4顆衛星都發現與回旋各向異性電子分布函數同時存在的還有高混雜波。我們用線性理論也證明了這些不穩定的電子分布函數有足夠的自由能來激發這些波動,而高混雜波也能有效捕獲電子發生波粒相互作用。這個研究不僅表明回旋各向異性電子分布函數能更廣泛地存在于磁層頂,還能在電子尺度上對電子的耗散和加熱等産生作用。

  論文鏈接:

  Tang, B. ‐B., Li, W. Y., Graham, D. B., Rager, A. C., Wang, C., Khotyaintsev, Y. V., et al (2019). Crescent‐shaped electron distributions at the non‐reconnecting magnetopause: Magnetospheric Multiscale observations. Geophysical Research Letters, 46. https://doi.org/10.1029/2019GL082231

  图1: 磁层顶非重联电流片中的回旋各向异性的电子分布的观测。

  圖2:伴隨回旋各向異性電子分布的高混雜波和其特性分析。

 

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