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    離熱源越遠空氣就越冷?新西蘭科學家找到關鍵原因

    發布時間:2022-04-02 16:01:04 來源:中國科學報 責任編輯:caobo

    “溫度如此之高,以至于氣體脫離了太陽的引力,成為‘太陽風’,飛向太空,撞向地球和其他行星。”這項研究負責人、奧塔哥大學物理系Jonathan Squire博士說。

    研究人員從測量和理論中得知,溫度的突然升高與太陽表面磁場有關。但是,這些磁場是如何加熱氣體的目前還不清楚——這就是所謂的日冕加熱問題。

    “天體物理學家對磁場能量如何轉化為熱量有幾種不同的看法,用以解釋這種加熱現象,但大多數人都難以解釋觀測結果的某些方面。”Squire說。

    流行的理論是基于湍流引起的加熱,以及一種被稱為離子回旋波的磁波引起的加熱。Squire和合著者Romain Meyrand博士與美國普林斯頓大學和英國牛津大學的科學家合作,發現之前的這兩個理論可以合并成一個,從而解決問題的關鍵部分。該小組的這一發現近日發表在《自然—天文學》上。

    “然而,兩者都有一些問題——湍流難以解釋為什么氣體中的氫、氦和氧會變得和它們一樣熱,而電子卻出奇的冷;雖然磁波理論可以解釋這一特征,但似乎太陽表面沒有足夠的波來加熱氣體。”Meyrand說。

    該研究小組利用六維超級計算機模擬日冕氣體,進而展示了這兩種理論實際上是同一過程的一部分,通過一種叫做“螺旋屏障”的奇異效應聯系在一起。

    這一有趣的現象是在Meyrand領導的奧塔哥早期研究中發現的。

    “如果我們把等離子體加熱的發生想象成水從山上流下,電子在底部被加熱,那么螺旋屏障就像是一個大壩,阻止水的流動并將其能量轉換為離子回旋波。通過這種方式,螺旋屏障將這兩個理論聯系起來,并解決了它們各自的問題。”Meyrand解釋說。

    “這讓我們有信心準確捕捉到日冕中的關鍵物理現象,這一現象與關于加熱機制的理論發現相結合,從而成為理解日冕加熱的一個有效途徑。”

    Squire解釋說,更多地了解太陽大氣層和隨后的太陽風非常重要,因為它們對地球有著深遠的影響。

    地磁

    標簽: 太陽表面磁場 新西蘭科學家 加熱現象 加熱氣體

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