神奇磁零點(diǎn)

李希正

以前，科學(xué)家只是從理論上推測，在太陽風(fēng)暴、核反應(yīng)中，“應(yīng)該存在”一個非常重要而奇特的“點(diǎn)”——磁零點(diǎn)。

磁零點(diǎn)是什么？它就像地球上的臺風(fēng)眼——別看臺風(fēng)呼嘯橫掃數(shù)百公里，小小的臺風(fēng)眼里卻風(fēng)平浪靜。我國天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，來自太陽的電磁風(fēng)暴同樣也有臺風(fēng)眼——盡管“太陽風(fēng)暴”襲擊地球磁場時，甚至可以引起無線通訊中斷，但在臺風(fēng)眼之中，卻有個磁場為零的地方。

多年來，為尋找磁零點(diǎn)，歐洲宇航局啟動了“星簇”計劃，連續(xù)發(fā)射了四顆衛(wèi)星，中國也實(shí)施了“雙星”計劃。日前，衛(wèi)星在離地球約12.6萬公里的太空中，觀測到一次“太陽風(fēng)暴”侵襲下的地球磁場。

根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，國家天文臺肖池階副研究員、大連理工大學(xué)王曉鋼教授、北京大學(xué)濮祖蔭教授等為主的研究小組，首次發(fā)現(xiàn)了自然界中存在的磁零點(diǎn)。在神奇的磁零點(diǎn)上，發(fā)生著太空中十分常見的物理過程——磁重聯(lián)。在太陽風(fēng)暴的“勁吹”下，“背風(fēng)”處的地球磁場從原先的圓球形，被“吹”得好像飄揚(yáng)的長發(fā)，長發(fā)般的磁力線在太陽風(fēng)的“逼迫”下，不斷逼近磁零點(diǎn)。

當(dāng)兩條磁極方向相反的磁力線與磁零點(diǎn)無限接近的那一瞬間，兩條磁力線開始“重新聯(lián)結(jié)”，同時從中斷開，并連接成兩條新的磁力線——一條帶著太陽風(fēng)暴的等離子體飛向浩渺的太空，另一條則如同拉滿的橡皮筋，縮向地球。它所攜帶的高能粒子“撞”進(jìn)地球南北兩極的大氣層，形成美麗的極光。

據(jù)國家天文臺汪景琇研究員介紹，以前人們只是在理論上推測磁零點(diǎn)的存在，但這次他們利用該臺趙輝博士發(fā)展的微分拓?fù)鋵W(xué)方法，通過實(shí)際觀測數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)了磁重聯(lián)的中心區(qū)域存在磁零點(diǎn)，并計算出磁零點(diǎn)周圍的磁力線存在螺旋結(jié)構(gòu)。

由于磁重聯(lián)存在于太陽耀斑、磁約束核聚變等重要物理過程中，是能量轉(zhuǎn)換和加速帶電粒子的基本機(jī)制之一，因此，這一發(fā)現(xiàn)有助于徹底解決磁重聯(lián)理論中一些長期懸而未決的難題。