中國科學(xué)家領(lǐng)銜團(tuán)隊首次記錄遙遠(yuǎn)“太空合聲”

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，會發(fā)出什麼樣的聲音？中國科學(xué)家領(lǐng)銜團(tuán)隊在23日正式出版的英國學(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、中國科學(xué)院院士曹晉濱說：“這項開創(chuàng)性工作打破了國際科學(xué)界持續(xù)70多年的關(guān)於合聲波產(chǎn)生和傳播機(jī)制的傳統(tǒng)觀點，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，地球的磁場深入太空，磁力線受到宇宙空間帶電粒子等擾動時，會激發(fā)頻率特征類似清晨鳥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)的電磁波動之一，自上世紀(jì)50年代以來一直是空間物理學(xué)研究的前沿?zé)狳c，但過去通常認(rèn)為它隻出現(xiàn)在靠近地球的偶極磁場區(qū)域。

由中國科學(xué)家領(lǐng)銜、美國和瑞典同行參加的國際團(tuán)隊分析了國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16萬公裡的遙遠(yuǎn)太空發(fā)現(xiàn)了合聲波，並給出非線性波動—粒子相互作用是這種合聲波發(fā)生原因的理論解釋。

“我們觀測到合聲波的頻率不到100赫茲，處於人類可以聽到的聲波頻率范圍，轉(zhuǎn)化為音頻輸出后，就得到一段能被我們聽見的‘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，“這段聲音不僅像鳥兒鳴叫，還有些像科幻作品中的太空鯨歌。”

合聲波對理解空間基本科學(xué)問題有重要作用，也有多方面實際影響。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)生過程中起著關(guān)鍵作用，可以形成壯觀美麗的極光﹔還會影響空間天氣變化，可危害航天器穩(wěn)定運行和航天員健康。本次成果可為空間天氣的精確建模與預(yù)報研究提供重要理論支撐。

英國南極考察處專家、英國皇家學(xué)會院士理查德·霍恩在《自然》配發(fā)的觀點文章中評價，這項觀測結(jié)果很重要，“是在一個驚奇區(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)測能力。

《 人民日報 》（ 2025年01月24日 15 版）