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实验室科研人员自主构建木星磁层全球MHD模型

2018年08月15日 星期三 15:37:59

木星是太阳系八大行星中体积最大、自转最快的行星。而木星磁层,作为太阳系中体积最大、能量最强的行星磁层,一直以来受到了科学家们的广泛关注。区别于地球磁层,木星磁层中的等离子体主要源于其卫星——木卫一(Io)。Io是太阳系中火山活动最活跃的天体,其火山喷发的中性物质经电离后源源不断地给木星磁层提供等离子体;而且由于木星的高速自转(自转周期约10小时),木星磁层动力学和地球磁层显著不同。具体来说,木星磁层动力学主要由两种机制主导:一种是类似于地球的太阳风-磁层相互作用(Dungey Cycle),另一种是由木星高速自转和内部等离子体源主导的机制(Vasyliunas Cycle)。

最近,实验室王赤研究员的团队基于自主发展的算法成功搭建了木星磁层MHD模型,并获得了与观测数据较一致的结果。该模型包含了木星内部等离子体源Io、木星的高速自转和磁层-电离层耦合等效应。模拟结果显示,中远磁尾赤道面等离子体密度、压强与基于观测的经验模型基本一致;同时,模拟的电离层场向电流位型和观测到的极光特征有一定的相似性。

该模型为我们进一步理解木星磁层动力学提供了新的途径。该工作以封面文章发表在地球与行星物理学期刊EPP(Earth and Planetary Physics)上,论文第一作者是研究生王宇贤。

文章列表及链接:

Wang Y. X., Guo X. C., Tang B. B., Li W. Y., and Wang C. (2018). Modeling the Jovian magnetosphere under an antiparallel interplanetary magnetic field from a global MHD simulation. Earth Planet. Phys., 2(4), 303–309. http://doi.org/10.26464/epp2018028



图:木星全球磁层位型。 背景颜色表示等离子体密度,带颜色的细绳表示磁力线,白色箭头表示等离子体速度。

 

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