Лондонский университет королевы Марии провел исследование, в котором описывается первое прямое измерение того, как энергия переносится из хаотических электромагнитных полей в пространстве к частицам, составляющим солнечный ветер, что приводит к нагреву межпланетного пространства.
Исследование, опубликованное в издании Nature Communications и проведенное учеными из Университета Аризоны и Университета Айовы, показывает, что процесс, известный как затухание Ландау, отвечает за передачу энергии от электромагнитной плазменной турбулентности в космосе к электронам в солнечном ветре, вызывая их возбуждение.
Этот процесс, названный в честь лауреата Нобелевской премии физика Льва Ландау (1908-1968), происходит в тот момент, когда волна проходит через плазму, а частицы плазмы, движущиеся с одинаковой скоростью, поглощают эту энергию, что приводит к снижению энергии, то есть происходит затухание волны.
Не смотря на то, что этот процесс уже измерялся в некоторых простых ситуациях ранее, до сих пор ученые не знали, будет ли он все еще работать в высокотурбулентной и сложной плазме, естественным образом встречающейся в космосе, или же будет совершенно другой процесс.
По всей вселенной материя находится в состоянии плазмы под напряжением при гораздо более высоких температурах, чем ожидалось. Например, солнечная корона в сотни раз горячее поверхности Солнца, — загадка, которую ученые до сих пор пытаются понять.
Также важно понять нагрев многих других астрофизических плазм, таких как межзвездная среда и диски плазмы, окружающие черные дыры. Это позволить объяснить некоторые экстремальные характеристики, отображаемые в этих средах.
Открытие было сделано на основании данных высокого разрешения с космического корабля NASA MMS (запущенного в 2015 году), а также недавно разработанной методике анализа данных (метод корреляции частицы и поля).
Солнечный ветер — это поток заряженных частиц (то есть плазмы), который исходит от Солнца и заполняет всю нашу солнечную систему, а космический аппарат MMS находится непосредственно в потоке солнечного ветра, измеряя поля и частицы внутри него.
«Плазма — безусловно самая распространенная форма видимой материи во вселенной, и она часто находится в очень динамичном и явно хаотическом состоянии, известном как турбулентность. Эта турбулентность передает энергию частиц в плазме и приводит к нагреву и возбуждению, что делает турбулентность и связанный с ней нагрев очень распространенным явлением в природе», — отметил автор исследования доктор Кристофер Чен из Лондонского университета королевы Марии. «В своей работе мы сделали первое прямое измерение процессов, связанных с турбулентным нагревом в естественной астрофизической плазме. Мы также проверили новую методику анализа как инструмент, который можно использовать для измерения напряжения плазмы и который может быть использован в ряде последующих исследований по различным аспектам поведения плазмы «.
Команда канадских и американских исследователей продемонстрировала невероятные результаты при восстановлении старых корродированных дагерротипов (очень ранних…
Термоядерный реактор на юге Франции, получивший название WEST, только что достиг важной вехи, которая приближает…
Этот вопрос преследует человечество с тех пор, как мы впервые узнали о черных дырах чуть…
Ученые полагают, что Венера когда-то была больше похожа на Землю. Как она развивалась с того…
Только что вспыхнули одни из самых мощных вспышек на нашем Солнце, каждая из которых была…
Наконец-то настал день запуска: капсула Boeing Starliner отправляется в понедельник на Международную космическую станцию в…