2011年，博士生Thomas W. Moore分析了從四個歐洲航天局航天器收集到的數(shù)據(jù)。當(dāng)時該團(tuán)隊，包括博士后研究員Andrew Dimmock，創(chuàng)建了數(shù)值模擬來幫助理解航天器數(shù)據(jù)中的特征，并利用多個航天器的技術(shù)來識別等離子體波模式。16年來，這四顆衛(wèi)星一直在調(diào)查地球的磁場環(huán)境及其三維空間中與太陽風(fēng)的相互作用。 Nykyri說，“在太空中，地球磁壘邊界處來自太陽的高速等離子體流（太陽風(fēng)）形成大的“太空颶風(fēng)”，稱為叫開爾文—亥姆霍茲（KH）波。 KH波的波長通常在20,000—40,000km之間，周期為1—3分鐘。當(dāng)它們變陡像海浪一樣卷起時，可以將太陽風(fēng)等離子體帶入磁層?！?/p> KH波是我們星球融入較大的太陽系的直接結(jié)果。地球是一個巨大的磁體，其磁性可影響外部一個很大的圓形區(qū)域，該區(qū)域稱為磁層。磁層會吹動太陽（太陽風(fēng)）的恒流粒子——就像風(fēng)吹拂海平面一樣。在某些情形下，來自太陽的粒子和能量（等離子）可以打破磁層，越界進(jìn)入近地空間。 Moore說，“這在等離子物理學(xué)中是一個重要的發(fā)現(xiàn)。我們對于跨尺度能量傳遞過程的理解逐漸達(dá)到了共識。雖然還沒有達(dá)到真正讓人高興的時刻，但是，當(dāng)意識到我們對各部分的研究其實是一個整體時，我們工作的意義就顯現(xiàn)出來了?！?/p> Nykyri說，“我們發(fā)現(xiàn)巨大的KH波能輻射離子大小的波或更小的“空間龍卷風(fēng)”，這些波具有足夠的能量將等離子體加熱到具有我們所觀察到的能量。這個過程將太陽風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為磁層離子的熱能，從而解釋了通過地球磁壘時溫度迅速上升的現(xiàn)象。如果我們能在高密度實驗室等離子體中通過構(gòu)造合適的傳輸屏障從而有效地利用這種機制，就可以在水中產(chǎn)生能量?！?/p> 等離子體不是氣體，液體或固體，而是物質(zhì)的第四狀態(tài)——一種溫度足夠高的氣體，以至于其部分或全部組成原子分裂為電子和離子（帶電的原子或分子），這些電子和離子可以獨立地運動。據(jù)估計，可見宇宙的99.9％都是由等離子體組成的。 從技術(shù)上講，該研究表明，安柏瑞德研究者已經(jīng)首次描述了能量從磁流體動力規(guī)模的開爾文—亥姆霍茲（KH）等離子體波（波長36,000公里）傳送到離子規(guī)模磁聲波的過程，磁聲波具有足夠的磁通，從而可以解釋磁套（震動的太陽風(fēng)）進(jìn)入磁層時溫度升高的現(xiàn)象。將這一機制對應(yīng)到典型的日冕參數(shù)中，可有助于解釋日冕的加熱以及在其他天體物理實驗室中等離子體具有剪切速度的現(xiàn)象。 |
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