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磁场等离子体脉冲由英国大小的太阳大气中的漩涡激发

人工智能 2019-08-06 10:49:19

由谢菲尔德大学领导的一个国际科学家小组发现了以前未被发现的观测证据,证明英国大小频繁的高能波脉冲,将能量从太阳表面传输到更高的太阳大气层。

磁性等离子体波和脉冲已经被广泛认为是能够解决长期存在的问题的关键机制之一,当你离开太阳表面时,为什么太阳大气的温度会急剧上升,从数千到数百万度。

已经提出了许多理论,包括在谢菲尔德大学开发的一些理论 - 例如,通过磁波或磁等离子体加热等离子体 - 但迄今为止,对合适的能量传输机制无处不在的观察验证已证明具有挑战性。

通过开发创新方法,谢菲尔德大学数学与统计学院太阳物理与空间等离子体研究中心(SP2RC)的应用数学家,以及中国科学技术大学,发现了充满活力的独特观察证据。在太阳大气层中以诺贝尔奖获得者HannesAlfvén命名的波浪脉冲。

这些短暂的阿尔芬脉脉冲被发现是由不列颠群岛大小的普遍的光球等离子体漩涡产生的,这些脉冲在任何时刻都被认为在太阳光球层中具有至少150,000的种群。

SP2RC的负责人RobertusErdélyi教授(又名vonFáy-Siebenbürgen)说:“宇宙中到处都是旋转运动,从国内水龙头中沉没的水到大小为厘米,到地球和太阳上的龙卷风,太阳能喷气机和螺旋星系的大小高达520,000光年。这项工作首次证明了太阳大气中无处不在的漩涡可以产生短暂的阿尔芬脉冲的观测证据。

“产生的Alfvén脉冲很容易沿着圆柱状的磁通管穿透太阳大气,这种磁性有点像森林中的树木。脉冲可以一直向上行进并到达太阳色球层的顶部,或者,甚至超越。“

Alfvén模式目前很难直接观察,因为它们在通过磁化等离子体时不会引起任何局部强度集中或稀疏。它们难以与其他类型的磁等离子体模式进行观察区分,例如众所周知的横向磁等离子体波,通常称为扭结模式。

“我们现在检测到的Alfvén脉冲携带的能量通量估计比加热当地上层太阳色球所需的能量通量高10倍,”博士后研究员刘佳佳博士说。

“在太阳表面和极热的日冕之间,色球层是一层相对较薄的层。在太阳日食期间,太阳色球层在太阳周围呈红色环状。”

Erdélyi教授补充说:“ 长期以来,科学界一直是一个引人入胜的问题- 太阳和许多其他恒星如何向高层大气提供能量和质量。我们的结果,作为令人兴奋的英中合作的一部分,涉及到我们最好的早期职业科学家,如贾嘉嘉博士,克里斯尼尔森和本斯诺,是解决太​​阳能和天体物理等离子体加热所需的非热能供应的重要一步。

“我们相信,这些英国大小的光球磁等离子体漩涡也是非常有前途的候选者,不仅是能源,也是太阳大气层下层和上层之间的大规模运输。我们与SP2RC同事的未来研究现在将集中于此新的谜题。“

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