地球磁层是保护我们地球家园的最外层屏障，使地球上的生命免于遭受太阳风带电粒子的轰击。但是一部分太阳风粒子仍可通过各种“窗口”入侵地球磁层。一些已探明的窗口主要发生于地球磁场活动较为活跃的时期，而在地球磁场活动相对平静的时候，这种窗口在何处，以何种方式开放，一直悬而未决。近日，由山东大学空间科学研究院史全岐教授和北京大学地球与空间科学学院宗秋刚教授联合领导的中欧美国际研究团队，利用多个航天器的联合观测数据，发现了太阳风入侵地球的新窗口，并论证了其打开的方式。2月12日，此项研究成果在线发表于英国科学期刊《自然-通讯》(Nature Communications)。

　　太阳不仅照亮了太阳系，还时时刻刻都在朝四面八方喷出高速运动的带电粒子。这些名为“太阳风”的等离子体物质流携带着巨大的能量冲击着行星大气层，试图通过多种途径入侵行星。太阳系中有六颗行星具有全球性的磁场，地球是其中之一。这种全球性磁场可以有效的阻挡和偏转大多数来自太阳大气的太阳风带电粒子，并防止这些带电粒子与行星大气层发生直接的相互作用。在近地空间由地球磁场所控制的区域被称为磁层，它是使地球生命得以保护以及空间飞行器免受损伤的最重要屏障之一。但磁层仍对小部分的太阳风带电粒子开放窗口，允许其进入磁层，在一定的条件下，这些粒子可以有效的得到加速，参与到磁层、电离层和高层大气中的许多物理过程，如：磁暴、磁层亚暴、极光和其他的空间天气效应，这些空间天气效应将给卫星、通信网络、电力设施和航天系统造成很大的危害，甚至威胁宇航员的健康。因此，研究太阳风等离子体如何进入地球磁层是空间物理和空间天气领域中最重要的课题之一。

　　太阳风本身携带着源于太阳的磁场，称作行星际磁场，它是控制太阳风粒子进入量的一个重要开关。当行星际磁场呈南向时，一般认为太阳风等离子体可以通过磁场重联过程进入了低纬区域。尽管之前有研究表明在行星际磁场北向期间（在此期间地球磁场一般是较为平静的），可能会有更多的等离子体进入磁层形成了相对厚的低纬边界层和更加稠密的等离子体片，但在这些条件下太阳风进入磁层的主要机制（以及穿越磁层顶的位置等问题）并不清楚，存在较多争议，仍无定论。

　　利用Cluster卫星数据，科学家们在地球磁层高纬区域发现了新的且意想不到的太阳风进入区域，位于地磁活动平静期间极隙区尾向的尾瓣区域。这些太阳风粒子注入磁层的可能机制最有可能由高纬磁层顶发生的磁重联产生。 不同于前人的观点， 这项研究发现太阳风粒子的进入区直接出现在背阳面高纬，这为研究太阳风如何进入地球磁层提供了新的思路，结果还表明这一新窗口可能主导了太阳风进入地球磁层的过程。

　　该研究工作得到了尊龙凯时（资助号41031065, 41074106）的资助。

　　全文链接：http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n2/full/ncomms2476.html