当飞机飞行速度超过声速时，冲击波会出现在空气中，也会出现在空间中的等离子体(构成可见宇宙99%的物质的第四种状态)中。冲击波被认为可以加速超新星(恒星爆炸)和黑洞释放到太空中的喷射物中的粒子。

在发表在《自然物理》杂志上的这项新研究中，这个国际研究小组观察了发生在地球激波(弓形激波)之前的电磁波，即前激波。它们是由撞击后的粒子弹回太阳而产生的。

他们使用一个名为Vlasiator的计算机模型来模拟这些波传播过程中的物理过程，发现在震波的另一侧与前震波具有几乎相同的性质。然后，他们利用美国宇航局磁层多尺度(MMS)任务的观测数据证实了这些波的存在。

合著者Daniel Verscharen博士(伦敦大学学院Mullard空间科学实验室)在分析等离子体波方面拥有世界领先的专业知识，他的代码被用于解释MMS数据，他说:“等离子体中的冲击波比在空气中发生的冲击波更难理解。粒子之间有很大的空间，它们之间的碰撞很少见。

“然而，这是一个发生在整个宇宙的普遍过程。我们不能向超新星发射宇宙飞船，所以我们很幸运能够在我们自己的宇宙邻居中研究等离子激波。”

自20世纪70年代以来，太空科学家已经提出理论，认为电磁波可以穿过激波，进入我们的磁层。这方面的证据来自于磁力计，它们探测到地球磁场的振荡与地球磁层前形成的波处于同一时期。

然而，在他们前进的道路上有几个主要的障碍:首先，波必须穿过激波，在太阳风以超音速撞击地球磁场之前，它会减慢太阳风的速度，然后穿过一个湍流的空间区域(磁鞘)，最后进入地球的磁层。

该研究的主要作者、赫尔辛基大学的露西尔·图尔克博士说:“起初，我们认为20世纪70年代提出的最初理论是正确的:地震波可以不受影响地穿过震波。但是在波的性质中有一个不一致的地方，这个理论不能调和，所以我们进一步研究。

“最终，事情变得很清楚，事情比看起来要复杂得多。我们在震波后面看到的波与前震波不一样，而是前震波周期性的冲击在震波处产生的新波。”

数值模型还精确地指出，这些波只能在激波后面的狭窄区域被探测到，而且它们很容易被该区域的湍流所隐藏。这可能解释了为什么以前没有观测到它们。

虽然前震产生的波在地球的空间天气中只发挥了有限的作用，但它们对理解我们宇宙的基础物理非常重要。

这项研究得到了位于瑞士伯尔尼的国际空间科学研究所和科学技术设施理事会(STFC)的支持。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。