[本站讯]国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站(LHAASO),通过精确测量银河宇宙线太阳阴影随太阳活动的微小变化,首次实现了对日地间行星际磁场(IMF)的每日监测,比卫星提前3.3天捕捉到IMF的变化,这为深入了解IMF结构提供了全新手段,从而提升空间天气研究水平。该成果以“Monitoring the daily variation of Sun-Earth magnetic fields using galactic cosmic rays”为题,在期刊The Innovation(最新IF:33.2)上线,山东大学前沿交叉科学青岛研究院教授冯存峰,中国科学院高能物理研究所博士后南云程、研究员陈松战为论文共同通讯作者。南云程2022年毕业于山东大学前沿交叉科学青岛研究院(导师冯存峰),博士期间一直从事这项研究。
银河宇宙线主要由带正电的高能粒子组成,不停地以光速撞向地球,而太阳就像一把伞,会挡住部分高能粒子,在地球上形成太阳的宇宙线阴影(简称“日影”)。宇宙线从太阳到地球只需8分钟,期间受日地空间不同处磁场影响而发生偏转,而日影位置移动可以示踪宇宙线的偏转,因此宇宙线就像一个探针,可以“诊脉”日地空间磁场强度及其变化。LHAASO实验以其超群的灵敏度,首次实现了对银河宇宙线日影的当天及时高显著性观测,研究人员借助每天日影位置移动信息,成功测量到了2021年3月到10月期间每天IMF强度及其变化,该测量领先地球附近航天器3.31±0.12天,为长期监测行IMF及其变化提供了一个全新的手段,弥补了日地间IMF很大范围内无法测量的短板,为空间环境研究打开了新窗口。论文研究还表明宇宙线太阳阴影也为IMF模型研究提供重要输入。本研究结果,将来还有望在空间天气预报方面得到进一步应用。
LHAASO是国家重大科技基础设施,位于四川省稻城县海拔4410米的海子山,是国际上领先的宇宙线探测装置。山东大学在LHAASO实验中承担了电磁粒子探测器的研制、性能检测和软件框架开发工作,并已在多个重要物理分析工作中取得显著成绩,本次发现也是LHAASO实验第一个宇宙线应用研究的重要成果。