太阳的电磁能量如何传递到地球？极光等空间天气是怎么产生的？北京大学地球与空间科学学院宗秋刚教授团队研究发现，在空间和天体等离子体中，跨尺度波动-粒子相互作用可实现能量从宏观尺度到微观尺度的快速传输。这一机制的发现有助于进一步认识宇宙空间的能量交换规律，理解宇宙的形成和演化。

该成果日前在国际学术期刊《自然·通讯》上发表。

在研究中，宗秋刚团队通过分析国际航天任务获得的观测数据，发现宇宙空间中的离子可以同时和地球磁层中观测到的宏观尺度的超低频波、微观尺度的电磁离子回旋波相互作用，实现能量转移。在跨尺度波动-粒子相互作用中，能量可以直接从宏观尺度传递到微观尺度，无需经过中间尺度的介导。并且这一跨尺度能量传输机制的时间尺度约为1分钟，远小于各种空间和天体能量传输过程的时间尺度。

宗秋刚说，研究的相关发现为进一步理解地球与行星极光、地磁地球磁场脉动、空间高能粒子暴的产生与演化以及保障人类航天器与航天员宇宙飞行安全提供了新的思路。

北京大学教授、中科院国家空间科学中心太阳活动与空间天气重点实验室主任田晖认为，这一新机制的发现是等离子体物理波粒相互作用理论的一个突破，也为人类理解宇宙空间中的能量传输提供了新思路，预期将在等离子体物理、空间物理和天体物理中得到应用。