航天器测量显示太阳能加热的机制

空间中的田地到构成太阳风的粒子,导致穿插行星空间的加热。

该研究,发表在 自然通信 并与亚利桑那大学和爱荷华大学进行,表明称为Landau阻尼的过程负责将能量从太阳风中的空间中的电磁等离子体湍流转移到太阳风中的电子,导致它们的能量。

此过程以诺贝尔奖获奖物理学家Lev Landau(1908-1968)命名,当波浪通过等离子体和以类似速度行驶的等离子体吸收这种能量时,发生了血浆和等离子体颗粒,导致能量减少(阻尼)波浪。

尽管在一些简单的情况下已经在一些简单的情况下衡量了该过程,但是尚不知道它是否仍然在天然存在的高度湍流和复杂的等离子体中运行,或者是否完全存在不同的过程。

所有宇宙都在远远高于预期的温度下的激励等离子体状态。例如,太阳能电晕比太阳的表面更热,这是一个科学家仍在想要理解的谜。

理解许多其他天体物理等离子体的加热也至关重要,例如黑洞围绕黑洞的血浆的星际介质和等离子体的盘,以解释这些环境中显示的一些极端行为。

能够直接测量太阳风中的等离子体激励机制(首次在本文中所示)将有助于科学家了解众多的开放性问题,如宇宙。

研究人员使用美国国家航空航天局的新高分辨率测量来发现这一点’S磁体多尺度(MMS)宇宙飞船(最近在2015年推出),以及新开发的数据分析技术(现场粒子相关技术)。

太阳风是来自太阳的带电粒子(即等离子)的流,并填充我们的整个太阳系,MMS航天器位于太阳风中,在太阳风中测量其内部的田地和粒子。

伦敦皇后玛丽大学克里斯托弗·陈博士说:“等离子体是迄今为止宇宙中最丰富的可见物质形式,并且通常处于高度动态和明显的混乱状态,称为湍流。这种湍流使能量转移到等离子体中的颗粒,导致加热和激励,使湍流和相关的加热在自然界中非常广泛的现象。

“在这项研究中,我们首先直接测量在天然存在的天体物理血浆中湍流加热中所涉及的过程。我们还验证了新的分析技术作为一种工具,可用于探测等离子体能量,可用于等离子体行为的不同方面的一系列后续研究。”

爱荷华大学’S Reg Howes教授,他共同设计了这个新的分析技术,说:“在Landau阻尼的过程中,与通过等离子体移动的波相关的电场可以加速电磁在恰好速度与波浪一起移动,类似于捕获波浪的冲浪者。这一成功的观测到野外粒子相关技术的应用展示了其承诺,以回答有关空间等离子体的行为和演化的长期,基本问题,例如太阳能电晕的加热。”

本文还铺平了该技术的方法,即将未来任务用于太阳系的其他领域,例如美国宇航局帕克太阳能探头(2018年推出)开始探索太阳电晕和阳光附近的血浆环境第一次。



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