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按说离热源越远,空气就越冷。奇怪的是,太阳的状况却并不是如斯。如今,新西兰迷信家可能曾经找到其中的症结缘故。
太阳外表温度约6000摄氏度,但在间隔太阳外表短短几百千米间隔内,温度会忽然降低到100多万摄氏度,成为太阳的大气层,也就是日冕。
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“温度如斯之高,以致于气体脱离了太阳的引力,成为‘太阳风’,飞向太空,撞向地球和其余行星。”这项钻研担任人、奥塔哥大学物理系Jonathan Squire博士说。
钻研人员从丈量和实践中得知,温度的忽然降低与太阳外表磁场无关。然而,这些磁场是如何加热气体的目前还不分明——这就是所谓的日冕加热问题。
“天体物理学家对磁场能量如何转化为热量有几种不同的看法,用以解释这类加热景象,但大少数人都难以解释观测后果的某些方面。”Squire说。
盛行的实践是基于湍流惹起的加热,以及一种被称为离子盘旋波的磁波惹起的加热。
Squire和合著者Romain Meyrand博士与美国普林斯顿大学和英国牛津大学的迷信家协作,发现以前的这两个实践能够合并成一个,从而解决问题的症结部份。该小组的这一发现近日颁发在《天然—天文学》上。
“但是,二者都有一些问题——湍流难以解释为何气体中的氢、氦和氧会变得和它们同样热,而电子却出奇的冷;虽然磁波实践能够解释这一特点,但似乎太阳外表没有足够的波来加热气体。”Meyrand说。
该钻研小组利用六维超级计算机摹拟日冕气体,进而展现了这两种实践其实是同一进程的一部份,经过一种叫做“螺旋屏障”的怪异效应分割在一同。
这一乏味的景象是在Meyrand领导的奥塔哥初期钻研中发现的。
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“假如咱们把等离子体加热的产生想象成水从山下流下,电子在底部被加热,那末螺旋屏障就像是一个大坝,禁止水的活动并将其能量转换为离子盘旋波。经过这类形式,螺旋屏障将这两个实践分割起来,并解决了它们各自的问题。”Meyrand解释说。
在这项最新的钻研中,钻研小组在摹拟中搅动磁力线,发现湍流发生了波,而后诱发加热。
当这类状况产生时,造成的构造和涡流终究看起来与美国宇航局帕克太阳探测器的丈量后果极为类似,该探测器比来成为第一个真正飞进日冕的人造物体。
“这让咱们有决心精确捕获到日冕中的症结物理景象,这一景象与对于加热机制的实践发现相结合,从而成为了解日冕加热的一个无效途径。”
Squire解释说,更多地理解太阳大气层和随后的太阳风十分首要,由于它们对地球有着深远的影响。
太阳风与地球磁场互相作用发生的效应被称为“空间天气”,它会致使从极光到破坏卫星的辐射和破坏电网的地磁电流等所有景象。从基本上说,这些都是由日冕及其磁场加热诱发的。
“或许,跟着对根底物理学的更好了解,咱们可以建设更好的模型预测将来的空间天气,进而实行维护战略,防止数十亿美元的损失。”Squire说。 |
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