月球尾跡與太陽風小尺度電漿結構相互作用研究

《月球尾跡與太陽風小尺度電漿結構相互作用研究》是依託南昌大學，由徐曉軍擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：月球尾跡與太陽風小尺度電漿結構相互作用研究
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：徐曉軍
• 依託單位：南昌大學

項目摘要

月球代表了宇宙中一類廣泛存在的天體，它們既沒有內稟磁場也沒有電離層，與太陽風相互作用後會在背陽面形成一種低密度的尾跡結構。當前，對於月球尾跡的研究主要集中在認識月球尾跡的結構，了解月球尾跡中的電漿動力學過程等。這其中大多數觀測研究和幾乎所有數值模擬都是在一般的太陽風條件下進行的。而太陽風中存在許許多多的有著小尺度的電漿結構，例如重聯噴流區，電流片，激波等。月球尾跡與這些結構的相互作用會改變彼此局部的結構和性質，但是它們還沒有被系統地研究過。本項目擬利用ARTEMIS兩顆衛星（一顆在尾跡中，一顆在太陽風中）對比研究尾跡和這些特殊結構的相互作用，一方面有助於我們更深入地認識和理解太陽風中的小尺度電漿結構；另一方面，通過分析位於特殊電漿結構中的月球尾跡的性質有助於我們更好地，更全面地了解月球尾跡三維結構及其動力學過程。

結題摘要

月球是離地球最近的天體，是人類進入深空的橋樑和跳板，同時也是一個研究極端環境的天然實驗室。人類很快就會在月球建立有人駐守的基地，因此，研究月球的空間環境，包括背景電漿和高能粒子環境，顯得尤為重要和迫切。月球尾跡是月球空間環境的一個最重要的部分，同時也是研究空間電漿從高密度向低密度填充的天然實驗室。我們通過研究月球尾跡與太陽風中的電漿結構相互作用和月球的高能粒子環境，得到了以下主要成果。第一，地球磁層和月球本體對月球正面的太陽高能粒子具有一定的禁止作用；第二，來自於地球弓激波的高能粒子能頻繁到達月球軌道；第三，地球弓激波能使太陽風電漿逆流漂移進入月球夜側，從而改變夜側的電漿和帶電環境；第四，沒有載流子的近月尾跡內部的磁場為勢場；第五，低beta值的亞聲速背景電漿中也能形成月球尾跡，為電漿從高密度往低密度區域填充做出了理論上的補充。這些成果豐富了關於月球尾跡及其填充過程的理論，此外，本項目關於月球高能粒子環境的研究未來有望套用到月球的高能粒子環境預報。