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能量是如何从太空中混沌电磁场转化为太阳风的?

发布时间:2019-09-01 10:06:33   编辑:移动互联网   阅读次数:

  美国耶鲁大学克里斯多夫__斯波尔丁(Christopher Spalding)模拟了太阳系早期状况,并假设恒星的太阳风比现在更加强烈,因为太阳更加活跃,自转速度更快,这可能有助于形成地球。

  之前科学家认为,“朗道阻尼(Landau damping)”过程负责给太阳风中的电子提供能量,并使星际空间温度升高。目前来自美国宇航局人造卫星观测数据已测量到该过程,并证实了该结论。  新浪科技讯 北京时间3月18日消息,据国外媒体报道,目前,研究人员直接测量到能量如何从太空中混沌电磁场转化为太阳风。

  之前科学家认为,“朗道阻尼(Landau damping)”过程负责给太阳风中的电子提供能量,并使星际空间温度升高。目前来自美国宇航局人造卫星观测数据已测量到该过程,并证实了该结论。英国伦敦玛丽女王大学(QMUL)科学家表示,这项发现有助于我们更好地理解太阳风穿越太空中如何加热。

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  太阳风是来自太阳的带电粒子流,或被称为等离子体,充满了我们整个太阳系。理解太阳风中这些粒子对于研究星际物质、存在于太空中的辐射以及黑洞周围等离子体盘是至关重要的。

  该研究主要作者、伦敦玛丽女王大学克里斯多夫·陈(Christopher Chen)博士说:“等离子体是目前宇宙中最丰富的可见物质形式,通常是一种叫做湍流的高度动荡、明显混沌状态。”

  这种湍流将能量转移至等离子体粒子上,导致这些粒子加热并载有能量,从而使得湍流和相关加热现象在宇宙中非常普遍。研究小组在这项研究中使用了美国宇航局磁层多尺度探测器(MMS)的高分辨率测量数据以及一种开发的数据分析技术。

  MMS探测器位于太阳风中,并测量流经的磁场和粒子流。“朗道阻尼”是一种负责将电磁波能量传递至太阳风等离子体带电粒子的现象。这一过程最初是由诺贝尔奖得主、物理学家列夫·朗道(Lev Landau)发现的。

  当时,朗道发现电磁波穿过等离子体(离子和电子组成的离子化气体),这些带电粒子的速度与电磁波相同。来自电磁波的能量随后被太阳风的带电粒子吸收,从而在“朗道阻尼”过程中降低了电磁波自身能量。

  “朗道阻尼”过程之前已被测量过,但是迄今还不知道它是否适用于太空中复杂等离子体。在整个宇宙之中,物质处于能量充沛的等离子体状态,其高温环境远超出之前的预期。

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  例如:日冕温度是太阳表面温度的数百倍,科学家仍在试图揭晓其中的谜团。克里斯多夫博士说:“在这项研究中,我们直接测量到自然产生天体物理等离子体过程中湍流加热现象。同时我们还证实了一种新分析技术,它是一种可以用于探测能量等离子体的工具,也可以用于等离子体行为不同特征的后续研究。”

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  除此之外,这项研究还为未来勘测太阳系其它区域的任务奠定了基础。例如:美国宇航局“帕克号”太阳探测器开始探索太阳附近的日冕和等离子体环境。目前,这项研究报告发表在《自然通讯》杂志上。(叶倾城)

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