高速等离子体流作为能量和物质传输的主要途径，广泛存在于地球磁层、太阳风和行星等离子体环境中。地球磁尾作为太阳风-磁层耦合的关键区域，其储存的物质和能量向近地空间输运是引发空间天气爆发性过程的主要原因。在这个过程中，磁场重联加速产生的高速离子流是磁尾等离子体和磁能输运的主要媒介。此前的卫星观测和数值模拟已对高速离子流的产生、演化和作用开展了大量研究，形成了较为全面的认识。然而，关于等离子体中另一个主要粒子——电子，其在磁尾中的整体性加速过程、分布特征和作用尚不清楚。
2015年3月，美国航空航天局发射了磁层多尺度任务卫星任务。该任务由4颗完全相同的卫星组成，以正四面体位形飞行，并携带多台高精度探测载荷，能够提供极高精度的电子三维相空间观测数据，实现了空间中电子尺度物理过程的精细探测。
基于磁层多尺度任务卫星的磁尾探测数据，中国科学院国家空间科学中心研究团队联合瑞典空间物理研究所、南方科技大学等国内外研究机构的科研人员，对地球磁尾的高速电子流开展了系统性搜寻，剖析了其参数统计特征、磁尾空间分布规律、晨昏不对称性和与重联的关联性。
研究发现，磁尾高速电子流空间分布呈现显著的晨昏不对称性特征，其中约70%的事例分布在地球昏侧，这一特征与磁尾重联相关的结构和物理过程的空间分布特征一致，说明磁尾高速电子流与磁场重联相关。高速电子流可以广泛地在磁尾的等离子体片、等离子体片边界层和尾瓣区中观测到，但不同区域中高速电子流相对当地磁场的运动特征呈现显著差异。在等离子体片内，高速电子流可沿着当地磁场任意方向运动，而在等离子体片边界层和尾瓣区中，高速电子流主要沿着当地磁场运动。这与重联电流片和分离线中电子主要过程相对应，表明重联过程是高速电子流形成的主要机制。
该研究获得了地球磁尾高速电子流的统计特征，揭示了其与重联的密切联系，加深了科研人员对无碰撞等离子体环境中电子动理学过程的认识。
相关研究成果以High-speed electron flows in the Earth magnetotail为题，发表在AGU Advances上。同时，这一成果作为亮点研究被AGU新闻期刊Eos报道。研究工作得到国家航天局、科学技术部、国家自然科学基金委员会、中国科学院等的支持。
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AGU-Eos报道链接
磁层多尺度任务卫星概念图（左图）和高速电子流晨昏不对称性特征（右图）
左图为高速电子流在磁尾等离子体片、等离子体片边界层和尾瓣区的运动特征；右图为磁尾等离子体片（红色）、等离子体片边界层（黑色）和尾瓣区（绿色）中观测到的典型高速电子流事例与重联过程的对应关系
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