物理科技生物学-PHYICA

磁腹黑教官惹不得场重联池塘中的涟漪

天文学与空间 2022-04-30 00:01:08

国立中央大学 在太阳风和地球磁层之间的界面上出现了新的磁重联现象,太阳风和地球磁层分别距离地球70,000公里和150,000公里

磁场重联跨越2000公里×2000公里的空间域,该空间域是根据在航天器路径(白色虚线点)上测量的美国航天局-气象卫星的数据以及等离子体物理模型重建的

绿线表示距离航天器路径不到30公里的X线

太阳风和磁层都由电子、离子(主要是质子)、电场和磁场组成

地图中的背景颜色表示等离子体数密度

学分:《天体物理学杂志》(2020)

DOI: 10

3847/2041-8213/abbf4a 宇宙中大部分可见物质由带电粒子或等离子体组成,它们可能在磁场方向出现突变的地方产生磁场重联

通过磁流变仪,磁场能量可以有效地转化为等离子体的动能和热能,从而在太阳、行星和脉冲星磁层,甚至黑洞上产生许多爆炸性的等离子体现象

太阳风和地球磁层(距离地球约70,000公里)之间的界面或磁层顶是太阳系中最有可能发生星际磁场和地球磁场之间磁流变的地方之一

地球的磁层顶也很容易通过航天器进行现场观测,而这种观测不能在太阳和其他天文环境中进行

磁重联可能会在磁层顶边界产生裂缝,从而阻止传导磁气圈完美地屏蔽地球空间环境免受太阳风的影响

在磁流变仪的核心区域,不同方向的磁场相交,形成一条X线

由于x光线的位置无法预先确定,并且航天器只能观察到结构的有限部分,因此在空间环境中识别磁共振信号长期以来一直是一个观测和理论上的挑战

美国航天局磁层多尺度航天器由四颗相距15公里的卫星组成,于2015年发射,是一项旨在研究磁层多尺度物理的最新任务

在太阳系中广泛观察到等离子体和磁场等具有波纹的镜面波,它们是在大的温度各向异性环境中镜面不稳定现象的产物

具体地说,当垂直于磁场的温度远远超过平行温度时,等离子体可能容易产生镜面不稳定性

这种各向异性的温度特性在气象卫星的观测中得到了明确的证明,这些观测有助于发现以前的航天器飞行任务中没有发现的太阳风中的小尺度镜面波

最近,由国立中央大学(台湾)林倪浩教授领导的一个研究小组利用美国国家航空和宇宙航行局的磁磁重联航天器数据和理论模型,首次揭示了在2000公里×2000公里的空间域内存在一条X线的磁重联的整体几何结构

在穿越地球磁层顶的15-30秒内,所有四个MMS航天器都具有异常高的时间分辨率0

15秒后,第一次捕捉到了围绕着X线的镜像波的特征

这两个磁流变事件分别位于距地球70,000公里和150,000公里处,在磁流变池中表现出等离子体和磁场波纹的共同特征,航天器路径距离X线不到30公里

磁流变波和反射镜波的共存支持了早期关于混合磁流变波和反射镜不稳定性的理论预测,这可能产生更多的能量转换和等离子体加速的动力学过程

这项新发现由豪等人发表在10月号的《天体物理学杂志快报》上

可能揭示了在空间、太阳和天文等离子体环境中发生的爆炸磁场重联现象的可能机制

来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!

本文链接:http://www.phyica.com/tianwenxue/15368.html

发表评论

用户头像 游客
此处应有掌声~

评论列表

还没有评论,快来说点什么吧~