北京
中國科學院國家空間科學中心與澳門科技大學科研團隊合作，通過三維數(shù)值模擬，首次揭示了月球內(nèi)核感應磁場引發(fā)臨邊壓縮結(jié)構(gòu)的全新物理機制，推翻了該現(xiàn)象僅由月球局部磁異常導致的傳統(tǒng)認知，為月球與太陽風相互作用研究提供了全新視角。
月球作為地球的近鄰，是深空探測與行星科學研究的核心對象。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度顯著增強。此前學界普遍認為，這一現(xiàn)象是月球表面局部磁異常偏轉(zhuǎn)太陽風所致。
科研團隊另辟蹊徑，聚焦月球內(nèi)部導電月核與太空行星際磁場的相互作用。他們通過三維時變磁流體力學模擬發(fā)現(xiàn)，當太空行星際磁場發(fā)生突變時，月球內(nèi)部高導電的月核會產(chǎn)生感應電流，進而形成感應磁場。該磁場與外部磁場疊加，會在月球晨昏線附近形成磁壓梯度，推動周圍等離子體移動，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)生感應電流，隨著電流與感應磁場逐步增強，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。同時團隊還證實，月核半徑越大、導電能力越強，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態(tài)變化
▲不同月核半徑、電導率及磁場變化幅度下月球內(nèi)部感應響應和臨邊壓縮的對比
該研究不僅厘清了月核感應磁場驅(qū)動臨邊壓縮的完整機理，也證實了月球?qū)щ妰?nèi)核在日月相互作用中的重要作用，填補了月球等離子體環(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。
來源：中央廣播電視總臺
責任編輯：曹旸
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