科學家發現太空跨尺度能量傳輸新機製
新華社北京9月27日電(記者溫競華、魏夢佳)太陽的電磁能量如何傳(chuan) 遞到地球?極光等空間天氣是怎麽(me) 產(chan) 生的?北京大學地球與(yu) 空間科學學院宗秋剛教授團隊研究發現,在空間和天體(ti) 等離子體(ti) 中,跨尺度波動-粒子相互作用可實現能量從(cong) 宏觀尺度到微觀尺度的快速傳(chuan) 輸。這一機製的發現有助於(yu) 進一步認識宇宙空間的能量交換規律,理解宇宙的形成和演化。
該成果日前在國際學術期刊《自然·通訊》上發表。
在研究中,宗秋剛團隊通過分析國際航天任務獲得的觀測數據,發現宇宙空間中的離子可以同時和地球磁層中觀測到的宏觀尺度的超低頻波、微觀尺度的電磁離子回旋波相互作用,實現能量轉移。在跨尺度波動-粒子相互作用中,能量可以直接從(cong) 宏觀尺度傳(chuan) 遞到微觀尺度,無需經過中間尺度的介導。並且這一跨尺度能量傳(chuan) 輸機製的時間尺度約為(wei) 1分鍾,遠小於(yu) 各種空間和天體(ti) 能量傳(chuan) 輸過程的時間尺度。
宗秋剛說,研究的相關(guan) 發現為(wei) 進一步理解地球與(yu) 行星極光、地磁地球磁場脈動、空間高能粒子暴的產(chan) 生與(yu) 演化以及保障人類航天器與(yu) 航天員宇宙飛行安全提供了新的思路。
北京大學教授、中科院國家空間科學中心太陽活動與(yu) 空間天氣重點實驗室主任田暉認為(wei) ,這一新機製的發現是等離子體(ti) 物理波粒相互作用理論的一個(ge) 突破,也為(wei) 人類理解宇宙空間中的能量傳(chuan) 輸提供了新思路,預期將在等離子體(ti) 物理、空間物理和天體(ti) 物理中得到應用。
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