北京大學地球與空間科學學院宗秋剛教授研究團隊發現水星存在磁暴與環電流，破解了近半個世紀的謎題。相關研究成果於17日分別發表在國際學術期刊《自然·通訊》（Nature Communications）和《中國科學：技術科學》（Sci China Tech Sci）上。

磁暴是太陽風與磁層相互作用所引發的磁場擾動，是眾多空間天氣事件中最具危害性的一種。目前，土星、木星磁層中的數千到數十萬電子伏特的捕獲離子所組成的環電流的存在已在觀測中得到證實。因此，與之相關的磁暴現象能否發生在太陽系乃至整個宇宙中其他行星的磁層，成為目前極具研究價值的課題之一。

在太阳系中，水星是距离太阳最近也是最小的行星，拥有和地球类似的内禀磁场，可抵御太阳风冲击并形成磁层。然而，由于水星的磁场强度不到地球磁场的百分之一，它所支撑的磁层在空间尺度上要比地球磁层小数十倍。此外，水星的大气层近乎逃逸殆尽，无法提供显著电离层。此前，学界普遍认为，水星磁层过小，无法容纳被稳定捕获的能量粒子，因此倾向于认为水星不存在环电流和磁暴。

宗秋剛團隊綜合分析了美國國家航空航天局信使號（MESSENGER）水星探測器為期5年的觀測數據。觀測顯示，水星的環電流在向陽面呈分叉狀，與地球的赤道環電流在形態上有很大差異，這一形態與試驗粒子模擬結果高度吻合。這主要是在強太陽風壓縮水星磁層的條件下，質子經歷Shabansky軌道導致的。這些觀測結果為水星磁層中存在環電流提供了確鑿證據。研究顯示，水星磁層中存在類似地球磁層中的環電流，並引發水星磁暴。研究結果對理解太陽系行星演化有重要啟示。