能量是如何從太空中混沌電磁場轉化爲太陽風的？

新浪科技訊北京時間3月18日消息，據國外媒體報道，目前，研究人員直接測量到能量如何從太空中混沌電磁場轉化爲太陽風。

之前科學家認爲，“朗道阻尼（Landau damping）”過程負責給太陽風中的電子提供能量，並使星際空間溫度升高。目前來自美國宇航局人造衛星觀測數據已測量到該過程，並證實了該結論。英國倫敦瑪麗女王大學（QMUL）科學家表示，這項發現有助於我們更好地理解太陽風穿越太空中如何加熱。

太陽風是來自太陽的帶電粒子流，或被稱爲等離子體，充滿了我們整個太陽系。理解太陽風中這些粒子對於研究星際物質、存在於太空中的輻射以及黑洞周圍等離子體盤是至關重要的。

該研究主要作者、倫敦瑪麗女王大學克里斯多夫·陳（Christopher Chen）博士說：“等離子體是目前宇宙中最豐富的可見物質形式，通常是一種叫做湍流的高度動盪、明顯混沌狀態。”

這種湍流將能量轉移至等離子體粒子上，導致這些粒子加熱並載有能量，從而使得湍流和相關加熱現象在宇宙中非常普遍。研究小組在這項研究中使用了美國宇航局磁層多尺度探測器（MMS）的高分辨率測量數據以及一種最新開發的數據分析技術。

MMS探測器位於太陽風中，並測量流經的磁場和粒子流。“朗道阻尼”是一種負責將電磁波能量傳遞至太陽風等離子體帶電粒子的現象。這一過程最初是由諾貝爾獎得主、物理學家列夫·朗道（Lev Landau）發現的。

當時，朗道發現電磁波穿過等離子體（離子和電子組成的離子化氣體），這些帶電粒子的速度與電磁波相同。來自電磁波的能量隨後被太陽風的帶電粒子吸收，從而在“朗道阻尼”過程中降低了電磁波自身能量。

“朗道阻尼”過程之前已被測量過，但是迄今還不知道它是否適用於太空中複雜等離子體。在整個宇宙之中，物質處於能量充沛的等離子體狀態，其高溫環境遠超出之前的預期。

例如：日冕溫度是太陽表面溫度的數百倍，科學家仍在試圖揭曉其中的謎團。克里斯多夫博士說：“在這項研究中，我們首次直接測量到自然產生天體物理等離子體過程中湍流加熱現象。同時我們還證實了一種新分析技術，它是一種可以用於探測能量等離子體的工具，也可以用於等離子體行爲不同特徵的後續研究。”

除此之外，這項研究還爲未來勘測太陽系其它區域的任務奠定了基礎。例如：美國宇航局“帕克號”太陽探測器首次開始探索太陽附近的日冕和等離子體環境。目前，這項最新研究報告發表在《自然通訊》雜誌上。（葉傾城）

美國耶魯大學克里斯多夫__斯波爾丁(Christopher Spalding)模擬了太陽系早期狀況，並假設恆星的太陽風比現在更加強烈，因爲太陽更加活躍，自轉速度更快，這可能有助於形成地球。