磁场偶极化锋面(DF)是一种瞬时、多尺度的磁场偶极化结构，其对于磁尾动力学的研究是非常重要的。近年来，偶极化锋面相关的电子加速机制是磁层物理研究的热点问题之一。
对于MHD尺度的来讲，偶极化锋面在南-北方向的尺度大约是2-3 RE。偶极化锋面的电子投掷角分布为研究电子加速机制提供重要的信息。过去的研究主要是对赤道面附近的偶极化锋面结构、及其电子投掷角分布进行了研究（如图1）。
图1. Schematic illustration of the five types of pitch‐angle distribution of suprathermal electrons observed by Cluster 1 in the Earth's magnetotail. (a) Isotropy type, (b) pancake type, (c) cigar type, (d) butterfly type, and (e) rolling‐pin type（来自Liu et al., 2020）。
然而，对于非赤道面偶极化锋面附近的电子投掷角分布特征不是很清楚。在本研究中，利用THEMIS卫星数据，对非赤道面偶极化锋面附近的电子投掷角分布进行了详细地分析。我们首次在非赤道面偶极化锋面附近，发现了能量电子的“三峰”（triple-peaked）投掷角分布。这种新型的电子投掷角分布，其峰值出现在22.5°、90°和157.5°（如图2）。这有别于赤道面偶极化锋面附近的电子投掷角分布（图1）。研究表明，这种投掷角分布是betatron加速、费米加速和磁镜效应共同作用的结果。
图2. The detailed electron pitch angle distributions are shown from P3 around the DF at the off magnetic equator for 7 different energy channels from 31 keV to 204 keV.
利用解析模型，定量地再现了betatron加速、费米加速和磁镜效应的过程（如图3）。这些结果将进一步加深对磁尾DFs电子动力学的理解以及DF的三维数值模拟研究。
图3. Analytical modeling of energetic electron acceleration around the DF at the off magnetic equator in the near-Earth tail.
本研究是山东大学空间科学研究院、空间天气学重点实验室和南昌大学等科研人员合作完成。该项研究得到了国家自然科学基金和空间天气学重点实验室开放课题的资助。相关研究结果已被国际著名地球物理期刊J. Geophys. Res.-Space Physics正式接收，将于近期发表[Chao ling TANG, Xu Wang, and Meng Zhou (2020), Electron pitch angle distributions around dipolarization fronts at the off magnetic equator, J. Geophys. Res. Space Physics, in press]。
