新華社北京/倫敦1月23日電 地球磁力線像琴弦一樣被宇宙空間帶電粒子撥動(dòng)，會(huì)發(fā)出什么樣的聲音？中國(guó)科學(xué)家領(lǐng)銜團(tuán)隊(duì)在23日正式出版的英國(guó)學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表論文，宣布在世界上首次記錄到遙遠(yuǎn)的“太空合聲”。
論文通訊作者、中國(guó)科學(xué)院院士曹晉濱說(shuō)：“這項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性工作打破了國(guó)際科學(xué)界持續(xù)70多年的關(guān)于合聲波產(chǎn)生和傳播機(jī)制的傳統(tǒng)觀點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)了合聲波產(chǎn)生的新機(jī)制——非線性波粒相互作用。”
據(jù)介紹，地球的磁場(chǎng)深入太空，磁力線受到宇宙空間帶電粒子等擾動(dòng)時(shí)，會(huì)激發(fā)頻率特征類似清晨鳥(niǎo)兒齊鳴合聲的電磁波，科學(xué)界稱為合聲波。合聲波是太空中幅值最強(qiáng)的電磁波動(dòng)之一，自上世紀(jì)50年代以來(lái)一直是空間物理學(xué)研究的前沿?zé)狳c(diǎn)，但過(guò)去通常認(rèn)為它只出現(xiàn)在靠近地球的偶極磁場(chǎng)區(qū)域。
由中國(guó)科學(xué)家領(lǐng)銜、美國(guó)和瑞典同行參加的國(guó)際團(tuán)隊(duì)分析了國(guó)際地球磁層多尺度衛(wèi)星（MMS）數(shù)年收集的海量數(shù)據(jù)，首次在距離地球超過(guò)16萬(wàn)公里的遙遠(yuǎn)太空發(fā)現(xiàn)了合聲波，并給出非線性波動(dòng)—粒子相互作用是這種合聲波發(fā)生原因的理論解釋。
“我們觀測(cè)到合聲波的頻率不到100赫茲，處于人類可以聽(tīng)到的聲波頻率范圍，轉(zhuǎn)化為音頻輸出后，就得到一段能被我們聽(tīng)見(jiàn)的‘太空合聲’。”論文第一作者、北京航空航天大學(xué)副教授劉成明說(shuō)，“這段聲音不僅像鳥(niǎo)兒鳴叫，還有些像科幻作品中的太空鯨歌。”
合聲波對(duì)理解空間基本科學(xué)問(wèn)題有重要作用，也有多方面實(shí)際影響。它在地球輻射帶的高能電子加速和極區(qū)脈沖極光的產(chǎn)生過(guò)程中起著關(guān)鍵作用，可以形成壯觀美麗的極光；還會(huì)影響空間天氣變化，可危害航天器穩(wěn)定運(yùn)行和航天員健康。本次成果可為空間天氣的精確建模與預(yù)報(bào)研究提供重要理論支撐。
英國(guó)南極考察處專家、英國(guó)皇家學(xué)會(huì)院士理查德·霍恩在《自然》配發(fā)的觀點(diǎn)文章中評(píng)價(jià)，這項(xiàng)觀測(cè)結(jié)果很重要，“是在一個(gè)驚奇區(qū)域的驚奇發(fā)現(xiàn)”，將極大提高科學(xué)界在空間天氣等方面的預(yù)測(cè)能力。
《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2025年01月24日 15 版）