武汉大学地球与空间科学技术学院倪彬彬教授课题组联合多家国内外科研单位,在木星磁层与木卫一相互作用研究方面取得进展。
研究团队通过分析 Galileo 和 Juno 探测卫星的长期观测数据,发现木星磁层中的静电电子回旋谐波在木卫一轨道附近显著增强,且与热电子通量的时空变化具有强相关性。木星磁层热电子的分布受木星等离子体环和冷热等离子体交换不稳定性过程影响,而该过程与木卫一的质量加载活动密切相关,为木卫一影响木星磁层环境提供了观测证据。
课题组进一步开展数值建模和理论分析,结果表明木卫一增强的等离子体释放行为可强化交换不稳定性过程,促使能量电子向木星内磁层迁移,进而为静电电子回旋谐波的激发提供自由能。
研究揭示了“木卫一质量加载—木星磁层交换不稳定性—内磁层能量电子和波动增强”之间的内在关系和动力学耦合机制,并提出可通过监测静电波强度变化反演木卫一等离子体释放活跃程度,进而推测其火山活动情况。
该研究由武汉大学牵头,联合德国马普太阳系研究所、加拿大纽芬兰纪念大学、法国国家科学研究中心、香港大学、中山大学、南方科技大学等机构完成。相关成果发表于 Science Bulletin,博士研究生龙敏义和倪彬彬教授为共同第一作者,倪彬彬、Elias Roussos、肖智勇、曹兴为共同通讯作者,武汉大学为第一署名单位。
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