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2018
04-16

太阳风冲破地球的磁场


这项研究已经用四颗星团卫星的数据进行(图片:欧空局)

空间不是空的。带电粒子的风从太阳向外吹,带着磁场。有时这种太阳风会冲破地球的磁场。乌普萨拉的瑞典空间物理研究所(IRF)的研究人员现在可以回答这个问题是如何发生的。

当两个等离子体(带电气体)和不同方向的磁场碰撞时,磁场可以“截断”和“重新连接”,从而改变磁场的拓扑结构。这种磁重联可以给太阳表面的爆发带来能量,它可以改变来自太阳风的能量,从而产生极光,这是通过聚变反应堆过程存储能量的障碍之一。

如果等离子体的两个碰撞区域具有相同的密度,温度和强度(但取向不同)的磁场,则开始对称重新连接。科学家很了解这个过程。但实际上更常见的是等离​​子体的两个区域具有不同的特性,例如当太阳风与地球周围的环境相遇时。 IRF的丹尼尔·格雷厄姆(Daniel Graham)最近在“物理评论快报”112,215004(2014)上发表了这种不对称磁重联的详细研究。

这项研究使用了来自欧洲航天局四颗卫星的数据,这些卫星在地球磁场中编队飞行。

丹尼尔·格雷厄姆说:“尤其重要的是两颗卫星相距几十公里,在太阳风与地球磁场相遇的地区进行测量。 “因此,我们可以做详细的测量,以了解在60000千米高度的等离子体物理特性。”

特别感兴趣的是,与磁场平行的电子加热与磁场重联有关。

Daniel Graham表示:“我们认为这是理解磁重联如何工作,带电粒子如何加速以及来自不同地区的粒子如何相互混合的难题的重要组成部分。 “我们在地球磁场中进行的详细测量可以用来了解地球上甚至在聚变反应堆中的物理情况,也可以用在我们无法用卫星达到的太空遥远的地区。”

来源:IRF