图 木星-卫星耦合系统和木卫二轨道附近能量电子槽区形成过程的示意图
在国家自然科学基金项目（批准号：42025404、42188101和423B2409）等资助下，武汉大学倪彬彬教授研究团队与海外合作者在木星磁层研究方面取得进展，他们发现木星磁层中存在与地球辐射带槽区类似的电子分布空间结构。相关结果以“木星磁层中的槽区（A slot region in the magnetosphere of Jupiter）”为题，于2025年8月25日在线发表于《自然•通讯》（Nature Communications）。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-63186-8。
地球辐射带是距离地球表面约一千公里至四万公里的高能带电粒子聚集区，因其复杂的时空变化和对在轨航天器的潜在重大威胁而备受关注。“槽区”是位于地球内外辐射带之间的高能电子通量极低区域，是航天器在轨安全运行的重要缓冲带。那么，木星的磁层辐射带中是否存在类似的槽区结构？
针对这一问题，研究团队分析了朱诺木星探测器在轨观测数据，发现木卫二轨道附近存在一个明显的能量电子通量下降区，不能被传统的卫星本体吸收机制解释，但与木星磁层哨声模波的幅度增强具有很好的对应性。为此，研究团队进行数值建模和理论分析，认为木卫二轨道周边能有效维持能量电子和空间波动的共存环境，在波粒共振相互作用机制的作用下，哨声模波能快速散射损失木星磁层能量电子，并产生与地球辐射带电子槽区空间结构类似的木星辐射带电子槽区。
该研究为木星及其伽利略卫星的复杂相互作用耦合系统提供了新的动力学证据，更新了关于木星辐射带极端粒子辐射环境的认知，为我国未来天问四号木星系探测任务提供了重要的科学支持。