我國科研團(tuán)隊(duì)揭示月球“臨邊壓縮”新機(jī)制

記者從中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心獲悉，該中心與澳門科技大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)合作，通過三維數(shù)值模擬，首次揭示了月球內(nèi)核感應(yīng)磁場引發(fā)臨邊壓縮結(jié)構(gòu)的全新物理機(jī)制，推翻了該現(xiàn)象僅由月球局部磁異常導(dǎo)致的傳統(tǒng)認(rèn)知，為月球與太陽風(fēng)相互作用研究提供了全新視角。相關(guān)成果近日在國際天文期刊《天體物理學(xué)雜志》和《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》發(fā)表。

月球作為地球的近鄰，是深空探測與行星科學(xué)研究的核心對象。月球周圍存在一種特殊的“臨邊壓縮”現(xiàn)象，即月球尾跡外側(cè)等離子體密度與磁場強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。此前學(xué)界普遍認(rèn)為，這一現(xiàn)象是月球表面局部磁異常偏轉(zhuǎn)太陽風(fēng)所致。

科研團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，聚焦月球內(nèi)部導(dǎo)電月核與太空行星際磁場的相互作用。他們通過三維時(shí)變磁流體力學(xué)模擬發(fā)現(xiàn)，當(dāng)太空行星際磁場發(fā)生突變時(shí)，月球內(nèi)部高導(dǎo)電的月核會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而形成感應(yīng)磁場。該磁場與外部磁場疊加，會(huì)在月球晨昏線附近形成磁壓梯度，推動(dòng)周圍等離子體移動(dòng)，最終在月球兩側(cè)臨邊形成磁場與等離子體的壓縮結(jié)構(gòu)。

該研究進(jìn)一步還原了臨邊壓縮的完整演化過程：磁場突變傳遞至月球附近后，月核迅速產(chǎn)生感應(yīng)電流，隨著電流與感應(yīng)磁場逐步增強(qiáng)，臨邊壓縮現(xiàn)象愈發(fā)明顯；后續(xù)磁場減弱，壓縮結(jié)構(gòu)也隨之消退。同時(shí)團(tuán)隊(duì)還證實(shí)，月核半徑越大、導(dǎo)電能力越強(qiáng)，引發(fā)的臨邊壓縮效果就越顯著。

△磁場及粒子密度的壓縮特征在不同平面的動(dòng)態(tài)變化

△不同月核半徑、電導(dǎo)率及磁場變化幅度下月球內(nèi)部感應(yīng)響應(yīng)和臨邊壓縮的對比

該研究不僅厘清了月核感應(yīng)磁場驅(qū)動(dòng)臨邊壓縮的完整機(jī)理，也證實(shí)了月球?qū)щ妰?nèi)核在日月相互作用中的重要作用，填補(bǔ)了月球等離子體環(huán)境研究的空白，也為后續(xù)月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)探測提供了關(guān)鍵理論支撐。

（總臺(tái)央視記者 帥俊全 褚爾嘉）

來源：央視新聞客戶端