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科学家用弓形激波测算太阳磁场

发布时间:2012-01-16
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生意社讯
  本报讯(记者常丽君)据美国物理学家组织网7月15日(北京时间)报道,最近,美国国家航空航天局(NASA)利用数学技术和对日冕物质抛射的最新研究设计出一种新方法,能更详细地测定太阳上层大气(日冕)层的磁场环境。而且新方法更便捷,只要观察日冕物质抛射时有一个较好的侧面角度,就能随时使用。研究论文将发表在7月20日出版的《天体物理期刊通讯》上。

  太阳磁场是整个日光层的骨架,引导着粒子和日冕物质抛射运动的方向。日冕物质抛射有时向着地球,可能会损害我们的卫星,因此理解太阳磁场对研究日冕物质抛射至关重要。NASA戈达德航空中心太阳物理学家纳特·戈波斯霍姆解释说,当物体通过带电荷的等离子气体时,它的运动相当于磁场强度,检测太阳磁场环境,也就相当于检测日冕物质抛射通过上日冕层时所产生的弓形激波。而在上日冕层,由于大气层非常稀薄,围绕日冕物质抛射的标志性激波环很难准确检测。激波不会停在日冕物质抛射附近,它们会从抛射边缘逃逸,并随着日冕物质抛射减慢而逐渐消失。

  研究小组利用2008年3月25日观测到的一次日冕物质抛射事件的数据进行了测算,算出了围绕日冕物质抛射边缘扩散的激波环,并确定了太阳的磁场强度。

  研究小组表示,根据日冕物质抛射和弓形激波之间的距离(也称日冕物质抛射曲率半径),能算出更多关于运动介质的信息,得到激波的速度和形状,并确定运动介质是水还是其他更粘稠的物质(比如油)。而通过激波的速度可以得到介质的“阿尔文速度”,它限制着激波在等离子体中传播的速度,决定着产生激波之前,物体通过磁场的最大速度。一旦阿尔文速度已知,就能确定磁场强度。

  研究人员表示,结合关于日冕层的其他信息,新方法能获得粒子密度、温度、磁场方向等更多数据,有助于将来完整描绘太阳环境图景。

  总编辑圈点

  太阳的物态、运动和演变都与磁场密切相关,太阳黑子、耀斑、日珥等活动现象,更是直接受磁场支配。而从2008年至2009年上半年,太阳黑子、耀斑和太阳风暴现象非常稀少,并且11年太阳活动周期末期延长了15个月。这一切都因太阳磁场处于睡眠状态所致。而要解释为什么太阳处于“睡眠”之中,就必须了解太阳表面磁场气体的流动。文中所述的弓形激波新方法,无疑为破解这一谜团增添了新的砝码。

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