新闻网讯（通讯员鄢炜）近日，武汉大学地球与空间科学技术学院2023级本科生刘哲涵以第一作者身份，在国际天文学及天体物理学领域期刊The Astrophysical Journal（《天文物理期刊》）发表题为“Turbulent Energy Cascade Rate in the Magnetic Reconnection Exhaust in the Solar Wind”（《太阳风磁重联出流区湍动能量串级率》）的学术论文。该论文的指导教师为武汉大学地球与空间科学技术学院空间数据与计算中心教授黄狮勇，合作者包括武汉大学地球与空间科学技术学院空间数据与计算中心博士研究生张健（现为同济大学博士后）、教授袁志刚、博士后姜奎、熊启洋、博士研究生白桦。
磁重联是空间等离子体中磁场能量快速转换为等离子体能量的关键过程，其高速出流区通常伴随强烈湍流。理解湍流如何将能量从大尺度传递至小尺度（即能量串级），是揭示太阳风加热机制的重要环节。然而，太阳风磁重联出流中的能量串级率一直缺乏系统的定量研究。该研究基于美国NASA的Wind卫星在1997-2015年间的高分辨率观测数据，构建了高质量磁重联事件库：整合前人已识别的25个太阳风磁重联事件，同时从2005-2015年海量数据中新增识别54个有效事件，最终对总计79个事件开展了系统性研究。通过不可压缩与可压缩两种磁流体力学湍流模型交叉验证，该研究发现太阳风磁重联出流区的能量串级率约为104J kg-1s-1，比普通太阳风的串级率高出一个数量级。统计结果还显示，重联出流速度与能量串级率存在显著相关性。此外，研究进一步探讨了卫星采样方向、磁场导向场强度等因素对串级率的影响，证实了能量串级率的增强是磁重联动力学的内在特征。该成果为揭示磁重联在太阳风能量转换中的关键作用提供了新的定量证据，也为深入理解空间等离子体中的湍流耗散机制奠定基础。
据悉，武汉大学地球与空间科学学院依托空间科学与技术国防特色实验班（“质廷班”）、国家强基计划人才培养基地（“强基班”）、教育部地球物理学拔尖学生培养计划2.0基地（“弘毅班”）等拔尖创新人才培养计划，积极引导本科生参与国际一流科研。近年来，学院多名学子在Journal of Geophysical Research（《地球物理学研究杂志》）、The Astrophysical Journal（《天文物理期刊》）等国际高水平期刊上发表论文，展现出武汉大学地空学子在基础研究与前沿探索中的学术潜力。
论文链接：https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae1a71
