中國學者發現太陽磁通量繩內部的磁場重聯

2020-08-19 中國經濟網

來源:科技日報

我學者發現太陽磁通量繩內部的磁場重聯

科技日報合肥8月18日電 (記者吳長鋒)記者18日從中國科學技術大學獲悉,該校中科院近地空間環境重點實驗室陸全明、王榮生研究團隊,和北京航空航天大學的符慧山教授合作,在磁場重聯的磁能耗散研究領域取得重要進展。他們利用MMS(磁層多尺度)衛星高解析度觀測資料,首次發現在磁場重聯產生的磁通量繩內部絲狀電流中,可發生次級重聯並導致磁能的快速耗散。相關結果日前在線發表在《自然通訊》上。

磁場重聯是一種基本的等離子體物理過程。磁場重聯過程中,磁自由能被快速地釋放而轉化為等離子體動能和熱能,並伴隨著磁場拓撲結構的顯著改變。磁場重聯是太陽耀斑、日冕物質拋射、磁層亞暴等爆發性空間天氣事件的起因。由於撕裂模不穩定性,大尺度電流片會破碎形成大量螺旋形磁結構——磁通量繩。磁通量繩之間的相互作用使得整個重聯區域呈湍動態,能量從大尺度輸運到小尺度,最終至動力學尺度。此外,這些磁通量繩(即相干結構)和電子加速及快重聯率密切相關。

考慮到電流片中大量的磁通量繩,這些磁通量繩攜帶著可觀的磁自由能。利用高時間解析度高精度的衛星數據,該研究團隊首次發現磁通量繩內部的小尺度電流片會進一步發生不穩定而破碎成絲狀電流,絲狀電流內部可以觸發次級磁場重聯,快速地耗散磁能。由於磁場重聯過程中、電流片中會生成大量磁通量繩,由磁通量繩內部的次級磁場重聯產生的耗散,可能在整個磁場重聯過程中將佔據重要位置。

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  • 我學者發現太陽磁通量繩內部的磁場重聯
    科技日報合肥8月18日電 (記者吳長鋒)記者18日從中國科學技術大學獲悉,該校中科院近地空間環境重點實驗室陸全明、王榮生研究團隊,和北京航空航天大學的符慧山教授合作,在磁場重聯的磁能耗散研究領域取得重要進展。
  • 中國科學技術大學首次發現磁通量繩內部的磁場重聯
    中國科大中科院近地空間環境重點實驗室陸全明、王榮生研究團隊和北京航空航天大學的符慧山教授合作,在磁場重聯的磁能耗散研究領域取得重要進展。他們利用MMS衛星高解析度觀測資料,首次發現在磁場重聯產生的磁通量繩內部絲狀電流中,可發生次級重聯並導致磁能的快速耗散。相關結果8月7日在線發表在《Nature Communications》上。磁場重聯是一種基本的等離子體物理過程。
  • 磁層頂磁場重聯的低混雜波研究
    由於地球磁層、磁鞘等離子體和磁場環境的差異,在地球磁層頂發生的磁場重聯通常表現為非對稱重聯。非對稱重聯的較多特徵與對稱重聯不同,其中之一即表現為低密度磁層一側的低混雜波。這些低混雜波是由重聯非對稱性相關的密度梯度所帶來的低混雜漂移不穩定性,或磁鞘離子由於有限迴旋效應進入磁層帶來的修正雙流不穩定性所激發。
  • 磁層頂磁場重聯的低混雜波研究獲進展
    由於地球磁層、磁鞘等離子體和磁場環境的差異,在地球磁層頂發生的磁場重聯通常表現為非對稱重聯。非對稱重聯的較多特徵與對稱重聯不同,其中之一即表現為低密度磁層一側的低混雜波。這些低混雜波是由重聯非對稱性相關的密度梯度所帶來的低混雜漂移不穩定性,或磁鞘離子由於有限迴旋效應進入磁層帶來的修正雙流不穩定性所激發。
  • 磁場重聯可能是罪魁禍首
    中、奧、美三國科學家的一項研究表明,在金星上首次發現的磁場重聯現象,可能是導致這顆星球缺水和高溫的重要原因——該成果刊登在最新出版的《科學》雜誌上,並被列為「亮點文章」。  所謂「磁場重聯」,是指當太陽風(太陽向外噴射的高速帶電粒子流)「刮」向本身有磁場的行星如地球時,如果二者磁場的磁力線方向相反,就會發生磁力線交叉、瞬間斷開、再重新聯結等現象。當這一現象發生時,磁場重聯區域的帶電粒子被加熱、加速,太陽風的部分能量進入地球磁層,從而造成空間天氣變化,如地球磁層亞暴、極光等。
  • 「磁場重聯」理論基礎研究領域取得重要突破
    磁場重聯是空間物理中的經典問題,它是太空等離子體中普遍存在的基本物理過程。太陽耀斑的爆發、日冕物質拋射的形成、太陽風-行星磁層在邊界層的相互作用、行星磁尾蓄積能量的爆發等等,都是磁場重聯的不同表現形式。磁重聯觸發通常在很小的重聯區,但對宏觀系統有全球尺度的影響。重聯區的物理機制緊密關係著磁場重聯的本質問題,2015年美國航空航天局(NASA)發射的大型科學衛星 MMS星簇, 首要科學目標就是磁場重聯區裡的物理機制。
  • 科研動態 | 磁場重聯出流區中的電子雙流不穩定性研究取得進展
    磁場重聯被認為是太陽風物質能量進入地球磁層的最重要方式,但長期以來由於觀測手段的限制,人們對其中的具體物理過程依然缺乏了解。
  • 找到電子動力學觸發地球磁尾磁場重聯證據
    本報訊(通訊員桂運安)中國科學技術大學(以下簡稱中國科大)中國科學院近地空間環境重點實驗室陸全明、王榮生團隊與歐美多位科學家合作,結合磁層多尺度衛星高解析度觀測資料和數值模擬,找到了電子動力學觸發地球磁尾磁場重聯的證據。相關成果日前在線發表於《自然—通訊》。
  • 地球磁尾磁場重聯由電子動力學觸發證據找到
    記者從中國科學技術大學獲悉,該校的中科院近地空間環境重點實驗室陸全明、王榮生研究團隊,聯合美國加州大學洛杉磯分校盧三博士和其他多家歐美科研機構,在地球磁尾磁場重聯觸發機制方面取得重要進展。他們結合MMS(磁層多尺度衛星)高解析度觀測資料和數值模擬,發現了地球磁尾磁場重聯由電子動力學觸發的證據。相關結果日前在線發表在《自然·通訊》上。
  • 中國學者發現太陽磁場「放大器」
    新華社南京9月28日電(記者王珏玢)記者28日從中科院紫金山天文臺獲悉,該臺學者通過重新分析一例過往太陽黑子,發現太陽大氣中流動的電離氣體,能夠顯著放大黑子磁場。正如無線網絡信號可以被放大器放大、增強,這一效應,堪稱太陽表面的天然磁場「放大器」。它對人類認識黑子、耀斑、日珥等一系列太陽活動,具有重要意義。黑子是太陽光球層上出現的黑色小斑點。
  • 中國學者發現太陽磁場「放大器」
    新華社南京9月28日電 記者28日從中科院紫金山天文臺獲悉,該臺學者通過重新分析一例過往太陽黑子,發現太陽大氣中流動的電離氣體,能夠顯著放大黑子磁場。正如無線網絡信號可以被放大器放大、增強,這一效應,堪稱太陽表面的天然磁場「放大器」。
  • 日本科學家成功利用極強的雷射爆炸在等離子體內部產生磁場重聯
    日本大阪大學雷射工程研究所的研究人員成功利用短而極強的雷射爆炸,在等離子體內部產生了磁場重聯。該研究可能會使黑洞等天文天體的X射線發射理論更加完整。 被黑洞吞噬的物質除了受到極端的引力外,還可能受到強烈的熱量和磁場的衝擊。等離子體是比固體、液體或氣體更熱的第四種物質狀態,它是由帶電的質子和電子組成的,這些質子和電子的能量太大,無法形成中性原子。
  • 在太陽表面首次發現奇特磁暴
    除了這些壯觀景象以外,太陽上也時常發生不可見的奇特現象,例如磁場。,不僅如此,在太陽表面,由於活躍著許多帶電粒子和氣體,從而形成無數個局部的微型磁場,顯得格外混亂。如果仔細觀察並使用磁力線標註這些磁場,會發現有時候某些局部磁場的磁力線會突然斷裂,並在極短的時間內重新排列,這種過程被稱為磁重聯(magnetic reconnection)。磁重聯是太陽表面快速能量釋放過程,也是太陽磁能轉化為粒子動能的過程,被認為可能與耀斑和日冕物質拋射(CME)有關。如果說太陽核心的能量來自核聚變的話,那麼太陽表面所有高能現象幾乎都來自磁重聯。
  • NASA 首次觀測到磁場重連,太空天氣預報要實現?
    這項由美國馬裡蘭大學物理學家帶領進行的研究展示了美國宇航局磁層多尺度探測(Magnetospheric Multiscale, 簡稱MMS)項目的結果,包括細節研究地球太陽磁場的相互作用。這項研究還揭露了對名為磁場重聯現象的首次直接細節觀測。磁場重聯是指磁場線匯集在一起、打破和重連以朝不同方向移動,並在此過程中釋放出大量能量。
  • 熱重分析及其聯用技術的應用
    此外,進一步降低的爐體質量配合強制風冷技術可使爐體溫度瞬間從高溫區間降低至載樣溫度區間,從而大幅提高樣品測試的通量。TGA 8000對樣品測試氣氛進行了全方位的升級,測試平臺集成了高精度氣體質量流量控制模塊,可分別對天平氣路和樣品氣路進行精準控制。通過使用Pyris™控制軟體,可便捷可靠地調控氣體類型和流速大小。
  • 中國學者發現較大「熱縮冷脹」效應
    我學者發現較大「熱縮冷脹」效應科技日報合肥7月12日電 (記者吳長鋒)記者12日從中科院合肥物質科學研究院獲悉,北京科技大學、北京大學祝成功的科研團隊,藉助該院強磁場中心穩態強磁場實驗裝置變溫X射線衍射儀,對磁性金屬間化合物的結構和熱力學性質進行研究,發現了該體系中較大的線性負熱膨脹效應
  • 中國北京大學學者參與了首次測量太陽日冕的整體磁場
    一個由太陽物理學家組成的國際團隊,包括來自中國北京大學和泰恩河畔紐卡斯爾的諾森比亞大學的學者,最近首次測量了太陽大氣最外層即日冕的整體磁場。這個團隊包括來自中國北京大學和美國國家大氣研究中心(NCAR)的研究人員,使用了日冕多通道旋光儀(CoMP)的觀測結果,該儀器可以測量來自太陽大氣的紅外輻射。他們的研究成果剛剛發表在《科學》雜誌上。
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    圖為當地出動飛機撒紅色阻燃劑滅火,中新網 發消息站●記者從中國航空工業集團有限公司獲悉,9月27日,在世界上海拔最高的民用機場——海拔4411米的稻城亞丁機場,航空工業研製的我國首款高原無人直升機AR-500C跳過低高原、中高原,直接挑戰高高原,並首次成功完成試飛,創造了國產無人直升機起降高度新紀錄,驗證了AR-500C無人直升機基本具備全疆域飛行能力。
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