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美科学家首次实验室内 再现太阳离子环形成(图)

http://www.kexue.com 2012-08-27 10:00:06 新浪科技  发表评论

美国科学家首次在实验室再现等离子环。这种环是太阳表面大规模耀斑的前兆,能够导致地球上出现电风暴
美国加利福尼亚州理工学院的一支研究小组首次在实验室再现了太阳耀斑的先兆等离子环

  太阳耀斑能够对地球造成巨大破坏,但科学家至今仍没有彻底了解这种现象如何形成。现在,美国加利福尼亚州理工学院的一支研究小组首次在实验室再现了太阳耀斑的先兆等离子环。随着这一研究成果的取得,科学家在朝着揭开太阳耀斑谜团的道路又往前迈出重要一步。

  美国科学家希望他们的研究能够改善空间天气预测。加州理工学院应用物理学教授保罗-贝兰将此项研究与飓风研究相提并论。他表示:“我们正在研究等离子环的机制,这能够加深我们对空间天气的认识。如果不了解飓风形成前出现的高压和低压锋面等现象,你就无法预测飓风。太阳耀斑也是如此。”

  研究小组希望他们的研究发现能够改进太阳风暴的预警。贝兰表示:“太阳放射出的等离子体需要一段时间才能抵达地球。通过进一步研究,在大规模太阳耀斑出现前两天发出预警的可能性是存在的。”加州理工学院实验室的等离子环研究由贝兰和研究生伊夫-斯特森进行,研究发现刊登在8月13日的《物理学评论快报》杂志上。根据他们的研究发现,两种磁力控制着等离子环的行为。等离子体是一种炙热的离子化气体。

  贝兰表示:“一种磁力扩大等离子环的半径,使其规模增大。另一种磁力导致等离子环两端连续喷射等离子体。后一种磁力喷射的等离子体能够让等离子环规模扩大时保持密度。”这一过程就像将牙膏从两端挤入一根管子,牙膏本身没有磁力,磁力一定来源于管子内部。

  斯特森和贝兰研究的等离子环由脉冲动力磁等离子枪产生。斯特森说:“在舱室内,磁场、气体和高压在瞬间出现。我们利用带有光学过滤镜的高速摄影机捕捉下等离子体的行为。”通过对注入的等离子进行颜色编码,光学滤镜能够生动呈现等离子环两端的等离子流。在此之前,从没有人使用这项技术进行研究。

  在他们拍摄的画面中,红色等离子体从一端流入环内,与此同时,蓝色等离子体从另一端流入环内。斯特森说:“在每一项实验中,你只能在图像中看到来自氢侧或者氮侧的光线。不过,这种实验具有很高的可复制性,允许我们将每次实验获取的图像叠加在一起,最后在一幅图像中看到两端的等离子体。”接下来,贝兰的实验室将对两个环之间如何发生相互作用进行研究。他说:“我们希望确定的是,它们是否会合并,形成一个更大的环。一些人认为太阳上较大的等离子环就是以这种方式形成。”(孝文)

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