实验室中的迷你太阳?“大红球”为科学家揭秘太阳等离子体的秘密

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 Connor Feng • 2019-08-06 09:27:48 来源:前瞻网 E958G0

为了更近距离地观察太阳并研究太阳风,一组研究人员在实验室里创造了大伙个人的微型太阳——包含个人的电磁场和超热等离子体。

威斯康辛大学麦迪逊分校的科学家们建造了另有一好几个 3米宽(10英尺)的铝真空室,大伙称之为“大红球”,以重现太阳外部和太阳附过占据 的其他太阳物理大难题。

该研究的主要作者、该校物理系的研究生伊森•彼得森(Ethan Peterson)说:“我被(该实验)的简单性和它对在实验室中以亲身实践的方式研究太阳物理的深远影响所吸引了。”

你你这俩 太阳模型的中心有一块磁铁,用于模拟太阳的磁场,研究人员会在小太阳外部泵入氦气,使甲烷氯化氯化氢气体体电离,变成等离子体,否则 大伙再施加电流,电流和磁场就会原困着等离子体旋转。

太阳和它的大气层是由等离子体组成的,等离子体是带正电荷和负电荷的粒子在极高温度下的混合物,而太阳风会将那先 等离子体吹到太空当中。

彼得森说:“大伙还知道太阳是另有一好几个 旋转的等离子体球,所以有大伙在你你这俩 偶极子磁场中制造了另有一好几个 等离子体,否则 大伙旋转它,看看会占据 那先 。”

彼得森和他的物理学教授卡里·福里斯特(Cary Forest)首先着手重现“帕克螺旋”——以太阳风理论身后的天体物理学家尤金·帕克命名。帕克螺旋是指太阳磁场在太阳风的牵引下在太阳皮层 形成的螺旋形态学 。

  微型太阳的核心有另有一好几个 内置的磁场。(图片来源:威斯康辛大学麦迪逊分校)

“(大伙的)努力是为了试图……证实或驳斥帕克在1958年计算出的太阳风和日球磁场理论推导。

果不其然,帕克螺旋随便说说 形成了。

在实验中,研究人员还观察到太阳风喷射出的等离子体。彼得森说:“最初发现那先 等离子体,完后 等离子体团以没人规律的频率喷射出来的完后 ,大伙感到很惊讶。”

那先 所谓的“等离子体打嗝”例如于卫星观测到的真实太阳等离子体喷射,但那先 真实的等离子体来源仍然未知。通过观察大伙的微型太阳,研究人员绘制出了另有一好几个 磁场较弱、等离子体运动较快的区域,你你这俩 区域的形态学 原困着等离子体运动断裂并以放射状向外喷射。

彼得森说,你你这俩 “大红球”早在2012年就创造了它的第另有一好几个 等离子体,从那完后 ,你你这俩 模型完成另有一好几个 实验周期完后 研究人员就会对它进行升级。

研究小组完后 利用微型太阳进一步研究太阳风如何加速远离太阳,以及无碰撞等离子体的基本性质。

这项研究结果发表在7月29日的《自然物理》杂志上。

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