在地球附近发现太空“海啸”

地球磁场被太阳风扭曲成一个液滴状的磁泡，称为磁层。在夜晚，地球的磁场被拉伸成一条长长的尾巴，磁尾，很像彗星的尾巴。蓝色的空腔代表磁层。红色区域表示磁层内存在大量带电粒子和强电流的区域。四颗星团卫星在磁尾遇到了一个气流反向区域。

新的卫星数据正在为太空“海啸”提供见解，这些海啸扰乱了北极光，导致天空中的极光舞蹈。

通常在高纬度地区，极光在天空中形成五颜六色的光幕，由太阳风携带的高能粒子引起，并与地球磁场相互作用。

傍晚时分，极光经常形成一条静止的绿色弧线，东西向穿过天空。五颜六色的极光形式是由地球磁层中被称为“亚暴”或太空海啸的扰动产生的，磁层是太阳风扭曲地球磁场时产生的液滴状磁泡。

这些模拟物通常持续一到两个小时，是分布在62000到93000英里之间的三维物理现象。

使用一艘科学航天器了解如此复杂的物理过程，就像试图用一个海洋浮标预测海啸的行为一样，这就需要同时使用几个卫星，如星团。

目前，有两个相互竞争的理论模型描述了这些空间海啸，即“当前破坏”模型和“近地中性线模型”。科学家们利用集群航天器的数据证实，一些亚暴的行为与当前破坏模型一致。

研究一个亚暴的一个阶段有助于确定哪个模型适用。例如，在亚暴发展的后期，极光扰动向两极移动，这表明极光和亚暴的能量来源远离地球。

先前的卫星观测发现，在这一晚期，磁层尾部的等离子体或高温气体流表现出反向间接性。近年来，人们普遍认为流动逆转区是发生磁重联的地方，磁场的能量在这里转化为粒子能量（耗散效应），导致高速等离子体流冲向地球，就像太空海啸一样。

约翰霍普金斯大学的海鞘学家Tony Lui分析了穿过磁尾中等离子体反向流动区域时测量到的星团卫星数据。由于星团能够同时进行多点测量，科学家们能够从数学上描述那里的一些能量运动，而这些能量运动以前从未被估计用于这样的流动逆转区域。

通过比较磁层中电流和电场的方向，可以理解流动逆转是散射效应（磁场能量转换为粒子能量）还是发电机效应（粒子能量转换为磁场能量）。星团的科学家们观察到，与流动逆转相关的特征实际上非常复杂，包括本地化站点中的两种影响。

这一结果表明等离子体湍流破坏了局部电流。“我们观察到的特征与当前的破坏模型一致，”Lui说，“然而，尚不清楚这些发现的普遍性。”