磁通量绳(Flux Rope)是日地空间中一种极为常见的磁场瞬态结构,常与磁重联等重要能量过程相关联,也是理解粒子加速、能量耗散等问题的关键。各空间领域内、各大尺度的磁通量绳已被广泛研究。然而,有关嵌套型、离子尺度以下磁通量绳的研究以往从未被报道。
课题组使用了MMS卫星的数据,充分利用卫星间距极小和四面体列队观测的特点,开展研究。该磁绳结构被发现在一地向爆发性整体流(Bursty Bulk Flow,BBF)中,偶极化锋面(Dipolarization Front,DF)后。在GSM坐标系下,大磁绳轴向为y向,约有9.1个离子惯性尺度;小磁绳轴向为z向,约有0.7个离子惯性尺度(28.3个电子惯性尺度),见图2。二者相比之下,亚离子尺度磁绳具有更明显的波动和新月型电子分布等特点。这些极具特色的波动和粒子信息,以及不同于已经观测到的磁绳的轴向方向,均表明该结构可能产生于3D磁重联。此外,课题组利用Cluster卫星数据 ,也发现了类似的嵌套型双极(bipolar)结构——这种在以往研究中被忽视的结构,或许在空间中普遍存在。