（圖源NASA官網）

地球在太陽系中航行，它有一艘自己制造的船：磁層，包裹和保護著地球的磁場。藍天和大海充滿了來自太陽的帶電粒子，這被稱為太陽風。就像海浪隨風而動一樣，科學家們預計，沿著磁層行駛的海浪應該朝著太陽風的方向蕩漾。但是一項新的研究顯示，有些波的作用正好相反。

研究這些傳輸能量的磁層波有助于科學家了解太陽活動在地球周圍空間的復雜表現。由太陽造成的空間條件的變化被稱為空間天氣。這種天氣可以影響我們的技術——從軌道上的通信衛星到地面上的電力線。

領導這項新研究的倫敦帝國學院空間物理學家馬丁·阿切爾說：“了解系統的邊界是關鍵。"他于2021年10月6日將研究發表在《自然·通訊》上。

阿切爾專注于表面波，即一種需要邊界的波。在研究中，這種表面波指的是磁層的邊緣。以前，他和他的同事們發現這個邊界像鼓一樣振動。當一陣強烈的太陽風拍打著磁層時，波浪向地球的磁極奔去，并被反射回來。

最新的工作研究在整個磁層表面形成的波，使用了美國宇航局THEMIS任務的模型和觀測數據的組合。

研究人員發現，當太陽風脈沖襲擊時，形成的波不僅在地球磁極和磁層前端之間來回奔跑，而且還逆著太陽風前進。阿切爾將這兩種運動比作渡河。一條船可以從一個河岸渡到另一個河岸（向兩極行駛），也可以逆流而上（對抗太陽風）。而在磁層的前端，這些波似乎是靜止的。

THEMIS衛星在磁層內的觀測發現，一些波可能是逆著太陽風行駛的。研究人員用模型說明了來自太陽風的能量和逆風波的能量是如何相互抵消的。就好似一個人試圖在下行的扶梯中往上走，他會始終保持在一個地方。

這些駐波可以比那些隨太陽風傳播的駐波持續更久。這意味著它們在近地空間加速粒子的時間更長，從而導致輻射帶、極光或電離層的潛在影響。阿切爾預計，駐波可能發生在宇宙的其他地方，包括其他行星的磁層和黑洞的外圍。

該研究論文題為"Magnetopause ripples going against the flow form azimuthally stationary surface waves"，已發表在《自然·通訊》期刊上。

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參考資料：https://www.nature.com/articles/s41467-021-25923-7

標簽： 利用 NASA 數據 研究人員