近日，北京航空航天大学曹晋滨院士团队的刘成明与美国、瑞典的科研人员合作，首次聆听到遥远地球空间发出的合声。这项工作打破了学术界关于合声波只能在地球偶极磁场控制的近地区域出现这一持续70多年的传统观点，首次发现在距离地球16万公里的非偶极磁场中性片区域也会出现合声波，其产生机制也与传统的合声波产生机制不同，来自于非线性波粒相互作用。相关成果1月23日发表于《自然》杂志。
合声波是地球和行星空间等离子体中幅值最强的电磁波动之一，在地球辐射带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。合声波可以形成壮观的极光，也能形成地球辐射带杀手电子，危害航天器稳定运行和航天员健康安全，还能诱发嘶声波进而影响空间天气发展和演化。因其重要性，合声波自20世纪50年代以来一直是空间物理学研究的前沿热点。但直至今日，合声波的产生和传播机制依旧充满争议。
北航曹晋滨院士团队长期从事地球空间等离子体电磁波动和波粒相互作用研究，取得了多项重要成果。刘成明副教授等人在对合声波非线性理论进行深入研究后，认为合声波的产生是一个基本空间等离子体物理过程，不仅在传统观点认为的近地空间偶极磁场区域存在，在非偶极磁场区域也应该存在。在对国际地球磁层多尺度卫星MMS海量数据分析后，他们首次在非偶极场结构的磁尾中性片区域发现了连续出现的合声波，证明了新观点。磁尾中性片区域磁场极为微弱，仅为地球表面磁场的万分之一的量级，其拓扑结构也与偶极场完全不同，在传统合声波理论框架下，那里不应该存在合声波。这一新发现打破了学术界关于合声波只能在地球偶极磁场控制的近地区域出现这一持续70多年的传统观点。
文/北京青年报记者 雷嘉
编辑/李晓萌
