摘要

波动频率的快速变化（扫频）是观测中哨声波动的一种重要特征。然而，目前对于其他行星等离子体波动的扫频研究相对较少。我们通过对卡西尼卫星数据的分析，首次在土星磁层观测到具有周期性扫频结构的静电电子回旋谐波（ECH），并对其成因进行了相关推测。相关结果对于理解各种等离子体波动的扫频结构激发机制以及认识土星磁层环境具有重要意义。

为了回答这个问题，我们分析了用于观测土星的“卡西尼”号卫星历史数据，发现ECH波在土星磁层中也可存在扫频结构。根据扫频结构的性质，包括扫频持续时长和扫频方向等，土星中的ECH波被分为了三类。第一类为具有周期性下降调扫频的ECH波，且每个扫频结构持续时长约10分钟，该类型事件共发现5个，图一为其中的典型实例；第二类同为具有下降调扫频的ECH波，但每个扫频结构持续时长仅为几秒钟，图二为该实例；第三类为具有周期性上升调扫频结构的ECH波，频谱结构如图三所示。

图1. 类型一典型实例示意图

图2. 类型二实例示意图

图3. 类型三实例示意图

表1. 对比存在于地球和土星磁层中的具有扫频结构的ECH波动性质

综上，对于土星磁层中观测到的具有不同类型扫频的ECH波动，其形成机制目前仍然无法给予充分的解释，未来还需要进一步的研究。但该工作首次在土星磁层中观测到具有扫频现象的 ECH 波动，从而证明 ECH 扫频不局限于地球，而可能是一种普遍现象。该工作为理解不同波动在不同等离子体环境下的扫频过程提供新的观测依据。

上述研究成果发表于地学领域专业期刊 Geophysical Research Letter上，论文第一作者是中国科学技术大学空间物理教师党支部党员滕尚纯博士后，通讯作者是中国科学技术大学陶鑫教授和博士后滕尚纯。该成果获得了中国科学院战略性先导科技专项(XDB41000000)、国家自然科学基金(41631071) 和博士后面上项目（ 2020M682014）等支持。