研究人员观察到13个平等间隔的斑马状斑马状的斑马在太空中的等离子体

欧洲航天局集群II卫星在地球磁层内观察赤道噪声波。图片由ESA / NASA提供（由Yuri Shprits编辑）

来自MIT和UCLA的研究人员团队已经确定了距离地球表面约12,000英里的空间区域的斑马状血浆条纹。该结构可以帮助科学家确定太空中的辐射修复策略。

自20世纪70年代初以来，轨道卫星在非常靠近地球磁场赤道上拾取的噪声状等离子体波。然后，这种“赤道噪声”，然后命名，似乎是在等离子体波的形式的不同频率下振荡的电气和磁场的不稳定混乱。

现在，谢菲尔德大学加利福尼亚大学加州大学的麻省理工学院的团队，在噪音中发现了一个非常有序的模式。

在距离地球表面约12,000英里的空间区域中，两个航天器被狭窄的空间分开 - 大约宽的罗德岛 - 鉴定了等离子体波的缠结的区域让位于非常规律的结构。科学家使用频谱图检测到隐形结构 - 空间频率范围的视觉表示。通过该镜头，它们观察到13个等间隔的斑点状条纹的堆叠。

该团队还观察到更好奇的东西：每个条纹或等离子体波似乎是质子戈罗雷的多重或谐波 - 质子的频率在地球磁场线周围的质子旋转。研究人员进行了一些计算来估计每个等离子体波的生长速率，并发现可能是源自转脉状质子的有序波。

尤里商业是地球部门，大气和行星科学系的访问副教授，说条纹结构可以指示空间中的区域，其中可能发生新的和不同的互动。

欧洲航天局集群II卫星在地球磁层内观察赤道噪声波。图片由ESA提供（由Yuri Shprits编辑）

“这种结构非常靠近地球，这很重要，因为人们希望了解卫星运作的环境，”商业说。“通常等离子体经历了许多不同的不稳定性，波浪倾向于从空间的一个地区移动到另一个区域，所以你所看到的一切都是嘈杂的，非常短暂的，较小的鳞片。但这种结构似乎是非常持久的，空间高度连贯，并且被显着组织和结构，我们不知道可能存在于这种高度。“

他的行程和他的同事（包括Benjamin Weiss），包括麻省理工学院的行星科学教授，今天在Journal Nature Communications中发表了他们的成绩。

寻找赤道噪声的起源

为了检测条纹结构，研究人员使用了欧洲航天局的集群飞船 - 2000年推出的四个相同卫星的观测，以研究地球的磁影，这是由地球磁场主导的。

为了确定地球的“赤道噪音”的起源，卫星进行了一个特殊的运动，以研究内磁层中的等离子体波的结构。群集团队将卫星指向非常靠近地球地磁赤道的轨道，以测量该区域的波浪的特性。

但是，代替噪音，卫星拾起了非常有序的模式的信号：2013年7月6日，两颗卫星分开60公里，观察到空间中的13条定期间隔条纹，表明该结构至少宽，体现了几个波长。

将这些测量与检测到的条纹的频率进行比较，研究人员发现每个条纹是多个或谐波的频率，其频率在地球磁场线周围旋转的频率，从每条条纹从17到第31次谐波增加。

质子分布（左）在簇II上测量，同时具有波浪观测。由这些质子分布产生的波的建模显示了与通过簇II波仪器测量的周期性结构相同的周期性结构。群体II观察的动态谱图（右）显示赤道噪声具有与斑马行人交叉相似的透明周期性结构。由研究人员礼貌

分布的凹凸

谐波模式提示问题：质子是否创造了条纹等离子体波浪？为了测试这一假设，研究人员深入了解该地区的质子分布。卫星还测量了该区域中质子的分布，以及它们的速度。研究人员专注于质子的速度，观察了一个环状的分布。

“你有这个小凹凸，突然间，你有更多的粒子比以较慢的速度行驶的速度更快地行驶，”流行者说。“事实证明这是一个不稳定的情况，所以分配试图稳定稳定。它确实释放能量，这种能量进入波浪。“

然后，研究人员使用计算机代码来计算等离子体波可能生长的速率，以及它们将采用的频率，如果它们源自这种质子环分布。事实证明，频率完全匹配卫星观察到的谐波模式。

“我们明确地表明这些波是由这些离子分布产生的，”Shprits说。“我们解决了这个赤道噪音的起源的近几个半个世纪的问题，明确地表现出它不是噪音，而是实际上是非常结构化的，由质子环分布产生的周期性排放。”

这些波可以能够加速或沉淀非常有能量的电子对空间中的微型电子器件有害。人妖表示，发现可以帮助科学家更准确地模仿空间环境。辐射环境的准确预测和规格可以帮助保护科学，气象，地球观察和通信卫星。

商业人士表示，该研究也可能有助于确定新的方法来修复空间中的辐射。这些周期性频率可以与围绕赤道弹跳的电子频率匹配，并采用将这些颗粒散射到大气中。在实验室等离子体中也可能发生类似的过程，以及靠近太阳的外行星磁光学，以及超越岩石圈。

出版物：Michael A. Balikhin等，“从赤道噪声中出现的离散谐波的观察，”自然通信6，物品编号：7703; DOI：10.1038 / ncomms8703