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太空合声类似清晨鸟儿齐鸣（来源：人民日报）
论文通讯作者、中国科学院院士曹晋滨说：“这项开创性工作打破了国际科学界持续70多年的关于合声波产生和传播机制的传统观点，发现了合声波产生的新机制——非线性波粒相互作用。”
据介绍，地球的磁场深入太空，磁力线受到宇宙空间带电粒子等扰动时，会激发频率特征类似清晨鸟儿齐鸣合声的电磁波，科学界称为合声波。合声波是太空中幅值最强的电磁波动之一，自20世纪50年代以来一直是空间物理学研究的前沿热点，但过去通常认为它只出现在靠近地球的偶极磁场区域。
由中国科学家领衔、美国和瑞典同行参加的国际团队分析了国际地球磁层多尺度卫星（MMS）数年收集的海量数据，首次在距离地球超过16万公里的遥远太空发现了合声波，并给出非线性波动-粒子相互作用是这种合声波发生原因的理论解释。这是沿地球磁力线传播的电磁辐射暴，其转换成音频信号后听起来就像清晨的鸟叫声“啁啾”。
“我们观测到合声波的频率不到100赫兹，处于人类可以听到的声波频率范围，转化为音频输出后，就得到一段能被我们听见的‘太空合声’。”论文第一作者、北京航空航天大学副教授刘成明说，“这段声音不仅像鸟儿鸣叫，还有些像科幻作品中的太空鲸歌。”
中国科学家在16万公里太空探测到“太空合声”研究成果示意图（来源：人民日报）
研究团队介绍说，合声波是电磁辐射暴，持续时间仅几十分之一秒，将这些合声波转换成音频信号后听起来就像鸟叫声。它们对于地球辐射带的形成、脉动极光以及粒子能沉淀到地球大气中都具有关键作用。之前的传统观点认为，合声波形成于近地空间的磁偶极场，那里的磁场类似一个大型条形磁铁。
在本项研究中，研究团队在距离地球16.5万公里的远地空间中，首次探测到上升调合声波，该区域的地球磁场高度扭曲，没有磁偶极效应。此次探测到的波持续时间接近0.1秒，“啁啾”频率接近每秒100赫兹，与近地空间中探测到的波类似。他们认为，这两个区域有着类似的形成过程，都不由当地环境主导，说明合声波或能在太空中任何地方形成，这种太空“鸟叫声”现象可能在太空中很普遍，或有助于理解该电磁辐射暴的形成。
合声波对理解空间基本科学问题有重要作用，也有多方面实际影响。它在地球辐射带的高能电子加速和极区脉冲极光的产生过程中起着关键作用，可以形成壮观美丽的极光；还会影响空间天气变化，可危害航天器稳定运行和航天员健康。本次成果可为空间天气的精确建模与预报研究提供重要理论支撑。
英国南极考察处专家、英国皇家学会院士理查德·霍恩在《自然》配发的观点文章中评价，这项观测结果很重要，“是在一个惊奇区域的惊奇发现”，将极大提高科学界在空间天气等方面的预测能力。
极目新闻综合新华社、人民日报、中新网
（来源：极目新闻）
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