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科学家在湍流空间中发现了新的磁过程

2021-08-08 13:50:35来源:

虽然靠近家,但地球周围的空间充满了隐藏的秘密和隐形的过程。在新发现中报告的新发现中,使用NASA的磁体多尺度航天器 - MMS的科学家们通过使用创新技术来揭示我们的近地区环境中的一种新型磁事件,以挤出数据。

磁性重新连接是空间中最重要的过程之一 - 充满称为等离子体的带电粒子。这一基本过程消散了磁能并推动了带电粒子,这两者都有助于科学家想要更好地理解的动态空间天气系统,甚至有一天会预测,因为我们做陆地天气。当交叉的磁场线快速,在高速时爆炸地剥落附近的颗粒。新发现发现重新连接,在湍流等离子体中从未见过。


在新发现中报告的新发现中,使用美国宇航局的磁体多尺度航天器 - 彩信的科学家 - 在近地球环境中揭开了一种新型的磁性活动。学分:美国宇航局的戈达德太空飞行中心/ Joy Ng

“在血浆宇宙中,有两个重要现象:磁性重新连接和湍流,”加州大学,伯克利大学高级研究员大凤说,纸上的领先作者。“这次发现桥接这两个进程。”

磁性影数的无数时间已经观察到磁性重建 - 地球周围的磁环境 - 但通常在平静的条件下。新事件发生在一个名为磁性的区域,刚刚在磁层的外边界外,太阳风是极紊乱的。以前,科学家不知道在那里甚至可以在那里进行重新连接,因为在该区域中等离子体非常混乱。MMS发现它确实如此,但在比以前的航天器小得多的尺度上可能会探测。


在湍流磁环境中,磁场线变乱。作为现场线的交叉,强烈电流(这里示出为明亮区域)形式并最终触发磁重新连接(由闪存表示),这是释放在电流层中累积的磁能的爆炸事件,并弹出高速Bi-电子的定向轴。美国宇航局的磁体多尺度任务目睹了这一过程的行动,因为它通过电子喷射器飞过了地球磁环境边缘的湍流边界。学分:美国宇航局的戈达德太空飞行中心的概念图像实验室/丽莎POJE;模拟:Colby Haggerty(芝加哥大学),Ashley Michini(宾夕法尼亚大学),Tulasi Parashar(特拉华大学)

MMS采用金字塔形成四个相同的航天器飞行,以研究地球周围的磁重新连接三维。由于航天器飞行令人难以置信的靠近 - 以平均分离仅为四半英里,他们持有任何多宇宙飞机形成的最近分离的记录 - 它们能够观察到之前没有人看到的现象。此外,MMS的仪器旨在以比以前的任务快百倍的速度捕获数据。

尽管船舶的仪器令人难以置信,但它们仍然太慢,无法在动作中捕获动荡的重新连接,这需要观察由重塑场线引起的快速移动颗粒的窄层。与标准重新连接相比,从重新连接的部位出来的离子流出的宽射流,湍流重新连接从电子的窄喷射器宽宽。

“吸烟枪的证据是在同一时间测量相反的指导电子喷射,并且四个彩信宇宙飞船幸运地转弯网站并检测两个喷气式飞机”,伦敦帝国帝国学院的讲师Jonathan Eastwood表示,jonathan eastwood表示-Author的纸张。

至关重要的是,MMS科学家能够利用一个仪器的设计,快速等离子体调查,创建一种用于内插数据的技术 - 基本上允许它们在线之间读取并收集额外的数据点 - 以便解决喷射器。

“纸张的关键事件仅在45毫秒内发生。这将是一个具有基本数据的数据点,“Nasa的Goddard Space Flight Centre in Greenbelt,马里兰州和开发了该技术的科学家。“但是相反,通过这种方法,我们可以在该区域中获得六到七个数据点,从而使我们能够了解正在发生的事情。”


地球被保护磁环境包围 - 磁层 - 磁石在这里以蓝色显示,从而使太阳风引起的带电粒子的超音速流动,称为太阳风。随着颗粒在地球磁层周围流动,它形成了一种称为磁性的边界层,以黄色显示。与参与美国航空航天局的磁体多尺度使命一样的科学家正在研究这种动荡的地区,帮助我们了解有关我们动态空间环境的更多信息。学分:美国宇航局的戈达德太空飞行中心/玛丽帕里·克里比克 - 基思; NASA GODDARD的概念图像实验室/ Josh Masters

通过新方法,MMS科学家希望他们可以通过现有数据集梳理,以查找更多这些事件,以及可能其他意外的发现。

在整个宇宙中发生磁性重建,因此当我们在地球周围了解它时 - 在哪里最容易检查它 - 我们可以将该信息应用于更远的其他进程。例如,在湍流中重新连接具有例如对太阳的研究的影响。它可以帮助科学家了解磁性重新连接在加热莫名其妙的太阳能电晕 - 太阳的外部大气中的作用 - 以及加速超音速太阳风。NASA即将到来的帕克太阳能探测团在2018年夏天直接发射到太阳,以调查那些问题 - 并且研究更好地掌握了我们对家附近的磁重新连接的武装。

出版物:T. D. Phan等,“无离子耦合的电子磁性重新连接在地球上的湍流磁性晶圈”,“大自然”,第557卷,第202-206(2018)DOI:10.1038 / S41586-018-0091-5