研究发现月球潮汐力可影响地球磁层

本文转自：参考消息网

据美国趣味科学网站2月4日报道，研究人员已经发现地球磁层存在波动，这种波动同样是由月球对海洋施加的潮汐力引起的。

一项新的研究认为，月球对环绕地球上层大气的“等离子体海洋”施加以前人们不知道的潮汐力，使之产生与海洋潮汐相似的波动。

在这项1月26日发表在《自然·物理学》杂志上的研究中，科学家利用人造卫星收集了40多年的数据追踪等离子体层的微小变化。等离子体层是地球磁层的内部区域，它是我们星球抵御太阳风暴和其他高能粒子的护罩。

等离子体层大致上是一个甜甜圈状的冷等离子体团，它位于地球磁场线之上，就在电离层上方———电离层是上层大气带电的部分。等离子体层里的等离子体———或者电离气体———比磁层外部区域的等离子体更稠密，这使它向磁层底部沉降。稠密的沉降等离子体与磁层其余部分的分界线被称为等离子体层顶。

研究人员在论文中写道：“鉴于其冰冷、稠密的等离子体属性，等离子体层可以被看成是一个‘等离子体海洋’，等离子体层顶代表这个海洋的表面。”月球的引力可以扭曲这个“海洋”，使其表面像海洋潮汐一样涨落。

人们已经知道月球对地球海洋、地壳、近地地磁场和低层大气中的气体施加潮汐力。但直到现在，还没有人进行过实验看看月球是否对等离子体层有潮汐效应。

为了查明这一问题，研究人员分析了属于10个科学任务的人造卫星5万多次穿越等离子体层的数据。人造卫星的传感器能够发现等离子体稠密度的微小变化，这使研究团队可以绘制出比以前更详细的等离子体层顶的确切边界图。

人造卫星穿越发生在1977年至2015年之间，这段时间里有四个完整的太阳活动周期，这使该团队可以把太阳活动对地球磁层的作用考虑在内。一旦明确了太阳的影响，情况就开始变得明显：等离子体层顶形状每天和每月的波动模式与海洋潮汐非常相似，表明月球很有可能是等离子体潮汐的原因。

研究人员不是很肯定月球如何导致等离子体潮汐，但他们目前最大的猜测是月球的引力使地球电磁场出现扰动。但这需要进一步研究才能确定。

研究团队认为，这种以前人们不知道的地月互动可能帮助研究人员更详细地了解磁层的其他部分，比如范艾伦辐射带，它可以从太阳风中捕捉高能粒子并把它们困在外磁层。

研究人员写道：“我们怀疑观测到的等离子体潮汐也许会轻微影响高能辐射带粒子的分布，对太空基础设施和人类在太空的活动来说，高能辐射带粒子是众所周知的危险。”他们还表示，因此，更好地了解潮汐也许可以帮助改进这些领域的工作。

研究人员还想知道其他行星磁层中的等离子体是否会受到其卫星的影响。他们写道：“这些发现也许对其他二元天体系统的潮汐互动有意义。”