以北京大学为主的研究小组，首次重构出太空三维磁重联的实时磁场位形，并且发现磁重联核心区域的电子短时捕获现象。该研究成果以北京大学为第一隶属单位发表在国际地球物理权威刊物《地球物理学研究快报》（Geophysical Research Letters）上（2008年7月29日）。这一成果被欧空局官方网站列为“科学成果亮点”(Scientific Result Highlight)进行专题报道（2008年8月11日），报道称这一工作是“三维磁重联研究的突破性进展”，“创建的新方法能够对磁重联的核心区域进行三维磁场快照”，“首次在太空中展现出含磁零点对的三维磁重联位形”，“并且发现了电子短时捕获在零点附近的新现象”。

 

三维磁重联被认为是空间物理中的重要能量转换机制，是驱动磁层亚暴、太阳耀斑等空间灾害性天气事件的主要原因。磁重联核心区域里的电子动力学过程被理论预言是驱动磁重联发生的关键因素。以前对磁重联研究主要局限在二维的概念图像中，没有实时的“三维磁场快照”，从而无法对磁重联核心区域的电子动力学过程进行观测诊断，导致磁重联的核心区域一直保留着其神秘的面纱。欧空局Cluster星座4颗卫星的同时磁场和等离子体探测为揭开三维磁重联核心区域的神秘面纱提供了机会。

 

以北京大学为主的研究小组创建了一个新的非线性磁场位形重构方法，使得在磁重联核心区进行“三维磁场快照”成为可能。该研究小组利用这个新方法对地球空间中的磁重联事件进行“三维磁场快照”，首次“抓拍”到了理论预言的一对磁零点对（两个磁零点附近的磁场具有相反的收敛发散特征），诊断出其中一颗卫星正好穿越磁重联核心区域，在磁重联核心区域首次观测到电子短时捕获的现象，并且提出了短时捕获的电子驱动快速磁重联发生的新图像。

 

这一研究成果为将来的空间探测计划（美国宇航局的MMS计划和欧空局的Cross-Scale计划）提供了重要的参考价值。Cluster的项目科学家Escoubet教授对这一研究成果给予了积极的评价，认为它“确实正好是将来的Cross-Scale空间探测计划的目标，即观测零点附近电子尺度的现象”。

 

北京大学地球与空间科学学院博士生何建森是该文第一作者，共同作者有宗秋刚教授（北京大学），涂传诒教授（北京大学，通讯作者），邓晓华教授（武汉大学），肖池阶研究员（原单位是中国科学院天文台，现单位是北京大学），王晓钢教授（北京大学），马志为教授（浙江大学）以及濮祖荫教授（北京大学）。该篇文章还有包括Cluster星座上相关有效载荷首席科学家在内的其他13名共同作者。这一工作得到了国家自然科学基金委重点项目和面上项目、国家科技部重点基础研究（973）项目以及北京市重点学科建设项目的支持。（来源：北京大学）

（《地球物理学研究快报》（Geophysical Research Letters），VOL. 35, L14104, doi:10.1029/2008GL034085, 2008，He, J.-S., Q.-G. Zong, X.-H. Deng, C.-Y. Tu, C.-J. Xiao, X.-G. Wang, Z.-W. Ma, Z.-Y. Pu, E. Lucek, A. Pedersen, A. Fazakerley, N. Cornilleau-Wehrlin, M. W. Dunlop, H. Tian, S. Yao, B. Tan, S.-Y. Fu, K.-H. Glassmeier, H. Reme, I. Dandouras, and C. P. Escoubet）