围绕汞的动态磁场的创新模型

水星是距离太阳最近的行星，它与地球的共同之处是，它是太阳系中两个高山行星之一，其全球磁场屏蔽了它免受宇宙射线和太阳风的影响。现在，由普林斯顿大学太阳物理中心的物理学家Chuanfei Dong和美国能源部(DOE)的普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)领导的研究人员已经开发出了磁化风与磁场之间相互作用的第一个详细模型，或围绕地球的磁层-这些发现可能会导致人们更好地理解地球周围的更强磁场。

基本工具

Dong使用了一种新的三维仿真代码，称为“ Gkeyll”，该代码将微观行为的物理学结合到了复杂的宏观模型中。该模拟将为双星BepiColombo到水星的飞行任务提供基本工具，为此，Dong是该航天器上四套仪器的共同研究人员。该国际飞行任务以帕多瓦大学已故的数学家朱塞佩(Bepi)Colombo的名字命名，于2018年由欧洲和日本的太空机构发起，定于2025年到达水星并开始绕行。“我们将根据该模型将有助于飞行任务了解其发现，”《地球物理研究快报》中描述该模型的论文的主要作者董说。

等离子体是由带正电的原子核和带负电的电子组成的物质状态，占可见宇宙的99%。磁重新连接，即等离子体中磁力线的合并和剧烈分离，调节了水银磁层，该磁层比地球小得多，但动态得多。当太阳风撞击水银磁层时，会发生重新连接，从而使其磁场从磁层的前部或白天循环到后部或夜间，在此重新连接再次发生，并且磁场循环回到白天。

研究团队通过使用Gkeyll模拟了前所未有的10个不同变量来捕获了此过程的物理过程。该模型捕获了重连接点附近电子运动的重要方面，是该过程的一个重要但鲜为人知的方面，并且与对绕行轨道运行的NASA汞表面，空间环境，地球化学和测距(MESSENGER)卫星的观测结果非常吻合。 2011年至2015年的水星。

现在双方

虽然单卫星MESSENGER无法同时从水星的日夜场收集数据，但双卫星BepiColombo任务将探索磁层的两侧。此外，由于MESSENGER的近日消化道或最接近水星的路径位于北半球，因此尚未对南半球及其磁场进行全面研究。BepiColombo任务将覆盖两个半球。

水星的一个奇特之处在于，它的磁场在北半球的强度是在南半球的强度的三倍，这与地球的磁场基本相同。在两个行星中产生磁场的是液态铁在其导电的熔融铁心中移动。在水星中，异常大的岩心延伸超过内部半径的80%，将磁场紧密地耦合到产生它的岩心。

新模型使Dong和他的团队能够探索水星磁层的许多关键特征，例如重新连接太阳风和磁场之间的边界以及该磁场的来回循环。该模型揭示了电子物理学在重新连接过程中的重要作用，这种过程是“无碰撞的”，因为在空间中广泛分离的等离子体粒子通常不会碰撞。该模型进一步表明，磁层与大铁芯之间的紧密耦合有助于保护汞免受太阳风的侵蚀。

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