澳大利亚科学家首次绘出磁气圈内等离子体结构图

借助射电望远镜的三维视角

科学家首次绘出磁气圈内等离子体结构图

科技日报北京6月2日电 （记者常丽君）澳大利亚天文学家利用一种新方法，让位于澳大利亚西部的默奇森广域阵列（MWA）射电望远镜拥有了三维视野，探测到围绕地球的磁气圈内层存在管状的等离子体结构，并绘制出它的图像。相关论文发表在最近出版的《地球物理学研究快报》上。

“60多年来，科学家一直相信存在这种结构，但绘制它的图像还是第一次。我们提供了可视化的证据，证明了它们真的在那儿。”论文第一作者、全天天体物理学卓越中心（CAASTRO）和澳大利亚悉尼大学物理学院的克莉奥·卢说，“发现这种结构非常重要，因为它们会造成信号失真，影响民用和军用卫星导航系统。所以，我们需要理解它们。”

据每日科学网站报道，位于澳大利亚西部沙漠中的MWA由128个天线组成，占地约9平方公里，作为一台仪器一起工作。MWA拥有快速拍摄能力，能高效实时地拍摄等离子体的运动。

研究人员把来自东边小天线的信号和来自西边小天线的信号分开，让MWA拥有了看到三维景象的能力。“就像拥有了两只眼睛，我们能探测到这些景象的三维结构，看到它们到处移动。”卢说，“我们能测量它们之间的间距、离地高度和倾斜度。以前这是不可能的，这是一种令人兴奋的新技术。”

地球上方被自身磁场笼罩的空间，称为磁气圈，充满着大气被阳光电离所形成的等离子体。磁气圈最内层是电离层，在电离层上方是等离子层，它们形成各种奇怪的结构嵌入电离层中，比如研究人员最近发现的这种“管子”。卢说：“我们检测到它们的位置在地面上方约600公里处，在上电离层，看起来是逐渐向上进入等离子层。这里大气异常稀薄，属于向外层空间等离子区的过渡区域。”

现在，MWA的三维视野有能力提供更多深入分析，揭示这些等离子结构是怎样形成的。卢的导师塔拉·墨菲说：“当研究人员第一次看到这些数据时，许多资深同事认为这结果‘太好了，以至于未必是真的’，观察过程中可能有不明原因破坏了结果，但在随后几个月里，克莉奥让他们信服了这些不仅是真的，而且具有重要的科学意义。”

左图 艺术概念图表现了地球磁气圈中的管状等离子结构，位于地面以上600公里处。