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湍流模拟揭秘等离子体中能量流动

美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室研究人员发现了一种太阳日冕加热过程,它有助解释为什么围绕太阳的大气层——日冕会比太阳表面热得多。这一发现或会提高解决一系列天体物理难题的能力,例如恒星形成、宇宙中大规模磁场的起源,以及预测可能扰乱手机服务和地球电网停电的空间天气事件的能力。最新一期《科学进展》杂志详细介绍了这一突破。 研究人员表示,直接数值模拟首次在3D空间提供了这种加热机制的清晰识别,2亿小时的世界最大规模计算机模拟揭示了这一过程。 太阳日冕加热的过程是一个被称为磁重联的过程,它分离并强烈地重新连接等离子体中的磁场,即形成太阳大气层的电子和原子核的汤。此次模拟揭示了磁力线的快速重新连接如何将大规模的湍流能量转化为少量的内部能量。结果,湍流能量在小尺度上被有效地转化为热能,从而使日冕过热。 在咖啡里加入奶油,奶油滴很快就会变成螺旋状和细长的卷曲状。同样,磁场形成了薄薄的电流片,由于磁重联而分解。这一过程促进了从大范......阅读全文

湍流模拟揭秘等离子体中能量流动

美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室研究人员发现了一种太阳日冕加热过程,它有助解释为什么围绕太阳的大气层——日冕会比太阳表面热得多。这一发现或会提高解决一系列天体物理难题的能力,例如恒星形成、宇宙中大规模磁场的起源,以及预测可能扰乱手机服务和地球电网停电的空间天气事件的能力。最新一期《科学进展》杂志

射频等离子体的能量是什么

射频是指无线电频率,但它不属于无线电通信中波段的划分,因为在这样的频率范围内辐射性能很低,故通讯设备中较少采用,面对生物体的作用主要是热效应。当射频的电流频率高到一定值时( >100kHz),引起组织内带电荷的离子运动即摩擦生热(60~100℃)。等离子射频设备常用的频率为200~500kHz,输出

微型爆炸是日冕温度成因

  近日,《自然—天文学》在线发表的一篇论文阐述了太阳大气最外层比太阳表面温度高几千倍的一种可能原因。该研究在没有表现出喷发活动的太阳活动区上方探测到了非常热的太阳等离子体,表明存在纤耀斑。  太阳大气的最外层——日冕比可见的太阳表面(光球层)温度高几百万开氏度。确定这种温度差异的产生机制,以及日冕

白光日冕仪首次观测并获得白光日冕像

  2月27日,中国科学院云南天文台和山东大学(威海)联合团队,利用我国自主研制的50mm白光日冕仪,观测到内日冕,并获得其白光像。这是我国首次在国内观测址点获得内日冕白光像(如图)。此次观测是云南天文台林隽团队承担的中科院战略性先导科技专项(A类)“鸿鹄专项”子课题“日冕仪临近空间搭载实验”的任务

探寻太阳风起何处 帕克踏上旅途

  除了给予地球光和热外,太阳也以另一种方式影响着我们的地球。一种被称作“太阳风”的高速等离子体流时刻从太阳表面涌出,并向太阳系的深处奔去。当它到达地球附近时,会与地球的磁场发生作用。强烈的太阳风暴会引起地磁场的剧烈变化,对航天、供电、通讯、航空、导航等一系列领域和技术系统产生灾害性的影响。  8月

美探测器拍到太阳喷发时速161万公里

  据美国宇航局官网报道,2010年1月27日,美国宇航局日地关系天文台(STEREO)捕捉到太阳表面活跃区域上空升起炽热的弧形物质。这种弧形物质是等离子体,是一种由移动的带电粒子(电子和离子)组成的超热物质,以每小时100万英里(约合161万公里)的速度射向太空。 本图显示的是日冕

我国空间天气事件能量流动研究取得系列成果

所有空间天气事件背后,都有能量的流动和驱动。  日地空间环境的灾害性天气会给航天、通讯、导航、电网、宇航员健康和空间安全等带来严重威胁和巨大损失。而所有空间天气事件背后都有能量的流动和驱动。因此,研究空间天气事件的能量流动,对理解近地环境和空间天气监测预报十分重要。  空间天气事件的

太阳磁波60年谜团终破解 为何日冕比太阳表面更热

  60多年来,对太阳的观测表明,当磁波离开太阳内部时,强度会增加,但其内在缘由一直是未解之谜。据美国《每日科学》网站2日报道,现在,一个国际科研团队终于破解了这个谜团:太阳表面和外部日冕之间温度的显著变化,会创造出一些边界,有些边界具有反射性,可捕获波并使波显著增强。这一最新研究或有助于揭示日冕的

日冕物质抛射及其对地有效性研究获系列成果

磁场重联对日冕物质抛射动力学影响的数值解  日冕物质抛射(CME)是太阳大气中最猛烈的爆发现象之一,同时也是空间灾害性天气事件的最重要驱动源之一。  在人类大力发展航天活动的趋势下,研究CME的触发、形成以及传播演化过程,对于深入理解日冕、行星际空间天气过程,预报CME的空间天气效应

太阳环形耀斑及其相关活动研究获进展

  太阳耀斑是太阳大气中短时间内剧烈的能量释放过程。环形耀斑(CRF:circular-ribbon flare)是TRACE太阳探测器于2009年发现的一种特殊耀斑,通常由一个圆形或椭圆形亮带和内部致密的亮带组成,具有特殊的磁拓扑结构。日冕暗化(coronal dimming)则是与太阳耀斑爆发相

描述日冕质量抛射的理论模型首次得以验证

  美国海军实验室科学家8日表示,借助双卫星组成的日地关系观测系统(STEREO),他们首次能够利用理论模型正确地解释太阳表面受磁力驱动而喷发的等离子体云团的运动。相关研究将在第52届美国物理学会等离子体物理专业年会上公布。   太阳偶发性向外喷射万亿吨氢气的情形被称为日冕质量抛射。人们通过科学仪

“太阳海啸”,更多谜题尚待解开

地球上有海啸,太阳上也会有吗?太阳上没有液态水,也没有海洋,但有类似于地震的剧烈爆发现象,如耀斑和日冕物质抛射。天体物理学家们认为,太阳大气中的剧烈爆发,即耀斑或日冕物质抛射,必定会扰动太阳大气,从而产生类似于地球海啸的太阳大气波动,并将其称为“太阳海啸”。近期,山东大学空间科学研究院教授郑瑞生与国

美将发射太阳色球层探测器

图片来源:NASA在大多数情况下,太阳一直是天文学家很感兴趣的研究对象。太阳表面是光球层,经常出没太阳黑子,并且爆发高能量的耀斑。太阳的外层大气是日冕,在磁场束的作用下,造成了一系列闪烁着微光的弧状排列。但是在这两个有着超凡魅力的区域中间,有一片1700千米厚的区域——太阳色球层——

探索太阳爆发物理机制找到“金钥匙”

  记者从中国科学技术大学获悉,该校地球和空间科学学院教授刘睿等人在太阳爆发活动的研究中取得重要进展,观测到磁绳结构在爆发中形成的详细过程,并揭示其内部磁场的扭缠分布。相关成果论文近日在线发表于自然杂志子刊《自然·通讯》上。  太阳爆发是太阳日冕大气中发生的持续时间短暂、规模巨大的能量释放过程,其喷

穿过日冕 “帕克”探测器首次与太阳亲密接触

“帕克”太阳探测器艺术构想图。图片来源:物理学家组织网  科技日报北京12月15日电 (实习记者 张佳欣)综合外媒最新消息,美国国家航空航天局(NASA)科学任务理事会副局长托马斯·祖布钦在14日举行的2021年美国地球物理联盟秋季会议上宣布,“帕克”太阳探测器发射三年后,于今年4月28日,美国东部

美宇航局公布太阳爆发及日冕雨壮观影像(图)

日冕雨   新浪科技讯 北京时间4月29日消息,据美国宇航局网站报道,上周,美国宇航局负责太阳动力学观测卫星(以下简称SDO)项目的科学家公布了最令人吃惊的太阳影像,这些影像是此前任何人都未曾见到过的。现在,他们又公布了一段有关太阳爆发以及日冕雨的影像。   宇航局华盛顿总部的里卡・古哈萨库

新疆天文台在电子回旋脉泽辐射机制研究方面取得进展

  近期,中国科学院新疆天文台副研究员唐建飞开展的高能电子束在日冕磁环中运动引起的变化对回旋脉泽辐射的影响研究取得进展,成果已发表在国际期刊《天体物理学》(ApJ, 2016,823,8)上。  高能电子束普遍存在于各种宇宙等离子体中,太阳高能电子一般由耀斑磁重联加速或日冕激波加速产生。这些高能电子

高能量约束先进模式等离子体运行研究取得重要成果

  实现高性能等离子体稳态运行是未来聚变堆必须要解决的关键科学问题。近期,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所核聚变大科学团队发挥体系化建制化优势,取得了系列原创性的前沿物理基础研究成果。1月7日,国际学术期刊《科学进展》(Science Advances)发表了团队在高能量约束先进模式等

新理论解释了快速磁重联背后的奥秘

  当相反方向的磁场线合并时,它们会产生可以释放大量能量的爆炸。在太阳上,相反的场线合并会导致太阳耀斑和日冕物质抛射,这些巨大的能量爆发可以在一天内传播到地球。  虽然磁重联的一般机制是已知的,但研究人员已经努力了半个多世纪来解释发生的快速能量释放背后的精确物理学。  发表在通讯物理学上的一项新的达

电子束能量损失及能谱演化研究获进展

  据悉,太阳高能电子一般由耀斑磁重联或日冕激波加速产生,是太阳硬X射线以及射电辐射的源,硬X射线和射电辐射的观测特征敏感地依赖高能电子束的能量分布。一般情况下,辐射被观测到的地方并不是电子被加速的地方,高能电子束沿着耀斑环或开放磁力线运动,与背景等离子体相互作用损失其能量并产生辐射。因此,研究电子

天文工作者在太阳耀斑环上方结构有新发现

   记者12日从中国科学院云南天文台获悉,该台叶景博士与洛阳师范大学蔡强伟博士共同完成的一项最新数值模拟研究,发现太阳耀斑环上方的高温扇形结构的形成和演化,与电流片内的湍动过程息息相关。天文学权威期刊《天体物理学杂志》发表了这一成果。  太阳爆发是太阳系中最剧烈的能量释放过程,往往伴随着日冕物质抛

紫金山天文台首次发现耀斑前的日冕暗化现象

  日冕暗化(coronal dimming)和极紫外波(EUV wave)是太阳物理研究领域的一个热点问题。中国科学院紫金山天文台助理研究员张擎旻和团组首席研究员季海生、研究员宿英娜首次在耀斑发生前发现了日冕暗化现象。研究成果最近以Pre-flare coronal dimmings(《耀斑前的日

人类首次“转录”太阳声波

  英国科研人员对太阳日冕层产生的声波实施“转录”,首次推出太阳“交响乐”。这项研究不但有助于了解太阳大气层活动,还有助于预测太阳耀斑爆发。首次“转录”  谢菲尔德大学太阳物理和空间等离子体研究中心首次把日冕环状磁场振荡转变为人耳可以听到的声音。  3年前,这一研究中心宣布,观察到太阳日冕

日冕准周期波波列物理激发机制揭示

记者19日从中国科学院云南天文台获悉,该台科研人员首次观测到传播的大尺度日冕准周期快磁声波波列现象,并揭示了其物理激发机制。研究成果发表在国际期刊《天文与天体物理学》上。 太阳大气中存在着不同模式的磁流体力学波。日冕准周期快磁声波是与耀斑紧密相关的一类特殊波动现象。开展日冕准周期快磁声波相关研究

NASA“帕克”太阳探测器穿过日冕

  当地时间12月14日,美国国家航空航天局(NASA)科学任务理事会副局长托马斯·祖布钦在新奥尔良举行的2021年美国地球物理联盟秋季会议上宣布,在“帕克”太阳探测器发射三年后,该探测器于2021年4月成功穿过太阳大气的最外层(日冕),成为首个“接触”太阳的航天器。  “帕克”太阳探测器于2018

科学家揭示太阳风日地之旅详细过程

  太阳风由太阳大气最外层的日冕不断向太空抛射物质粒子流形成。据美国物理学家组织网8月19日(北京时间)报道,美国西南研究院利用国家航空航天局(NASA)的环日立体摄影卫星(STEREO)数据,首次制作了清晰的太阳风视频图像,显示了一团木星大小的物质云所含的各种等离子和粒子,及其在行星际空间分布的形

国家天文台利用SDO数据在冕洞边界上发现磁重联证据

SDO观测到的冕洞边界上磁重联的证据——日冕喷流  太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory,SDO)是美国宇航局(NASA)“与恒星共存”计划的第一个探测任务,是未来十年太阳物理研究的基础观测仪器。SDO对太阳大气进行全天候的成像观测,具有全日面、多波

最大地基太阳望远镜Inouye拍摄到太阳表面的壮观特写照片

美国国家科学基金会(NSF)的Daniel K. Inouye太阳望远镜发布了八张新的太阳图像,预告了世界上最强大的地基太阳望远镜正在进行的令人兴奋的科学活动。这些图像是由该望远镜的第一代仪器之一的可见光宽带成像仪(VBI)获得的各种太阳黑子和太阳较为平静的区域。Inouye太阳望远镜以前所未有的细

美欧两探测器将揭秘日冕和太阳风

夸父追日,后羿射日,伊卡洛斯用蜡做成翅膀飞向太阳,结果因飞得过高,蜡被太阳融化跌落水中而丧生……这些故事至今仍在人们耳边流传。太阳为地球上的生命提供能量,在人类生命中扮演重要角色。但太阳风和带电粒子也会引发某些太空天气事件,干扰无线电通信、电网等。这些事件为何以及如何发生?对地球将产生何种影响?迄

揭秘太阳的五大未解之谜!

  上图 NASA“过渡区和日冕探索者”(TRACE)航天器上特殊仪器拍摄的照片,显示了太阳的日冕环。  上图 NASA“太阳和太阳圈探测器”拍摄的图像显示,2003年11月18日,太阳上发出创纪录的耀斑。  无垠太空,恒星之多如恒河沙数,太阳是其中最特别的一颗。因为其与地球的距离适中,为人类提供了