太阳不仅照亮了我们整个太阳系,还时时刻刻在朝四面八方喷射出名为“太阳风”的高速等离子体。这种等离子体携带着巨大的能量和大量的粒子不断撞击着包括我们地球在内太阳系所有行星的大气层。地球等行星具有的全球性磁场可以有效地阻挡和偏转大多数来自太阳大气的太阳风带电粒子,并防止这些带电粒子与地球大气层发生直接相互作用。然而,地球极区是地球开向太空的天然窗口,地球磁力线在极区高度汇聚并几近垂直向太空开放,因而,太阳风所携带的高能粒子能直接“撞”进地球南北两极的大气层,形成美丽的极光。
极光是人类用肉眼唯一能直接观测到了空间天气现象,该现象即绚丽多姿、瞬息万变、引人入胜,也蕴含了众多空间物理和空间天气信息,体现了太阳风-磁层-电离层耦合等物理过程。因而,极光一直是空间物理和空间天气领域科学家争相监测与研究的热点,我国科学家也不例外。
近日,同济大学韩德胜教授与中国极地研究中心空间物理研究组合作有关喉区极光(Throat aurora)的研究成果被美国地球物理联合会(American Geophysical Union; AGU)会刊EOS作为研究亮点进行报道( https://eos.org/research-spotlights/mysterious-aurora-borealis-feature-explained-for-the-first-time )。韩德胜等人的成果于2018年3月以“Direct Evidence for Throat Aurora Being the Ionospheric Signature of Magnetopause Transient and Reflecting Localized Magnetopause Indentations”为题,发表在AGU主流学术期刊“Journal of Geophysical Research:Space Physics”(简称:JGR)杂志。
喉区极光(Throat aurora)是韩德胜等人在2015年利用我国北极黄河站自主观测数据发现并命名的一种新的极光结构。鉴于这一发现具有重要原始创新性,相关成果被JGR选为封面论文发表。随后,韩德胜等人对喉区极光可能产生过程及其伴随的地球空间效应展开进一步研究,相关结果初步揭示出喉区极光的潜在科学价值,相继在JCR一区学术期刊发表。与此同时,韩德胜等人还详细研究了喉区极光观测统计特征,结果表明喉区极光对研究空间物理学关键科学问题之一的太阳风-磁层顶耦合具有不可忽略的重要性,该项成果再次被JGR作为封面论文发表。最近的EOS研究亮点为前期研究中提出的系列主张提供了直接的观测证明。
到目前为止,喉区极光的命名和解释已经被来美国、奥地利、瑞典等国的多个研究团队所接受和引述,引起了国际同行的广泛关注。基于喉区极光形成的磁层顶过程的新认识对目前的磁层数值模拟研究和重联理论研究都提出了新的挑战。
EOS是美国地球物理联合会(American Geophysical Union; AGU)会刊,旨在为全球地球与空间科学研究领域提供最权威的前沿信息,其中的“研究亮点”栏目从所有AGU期刊中挑选最具影响的新成果进行报道。