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太阳上聚焦等离子体波的首次观测

时间:2024-05-23来源:网络作者:小白

太阳上聚焦等离子体波的首次观测


t/t0磁流体透镜化过程的数值模拟 = 0.185基于观察到的CH几何形状。来源:uux.cn自然通讯(2024)。DOI:10.1038/s41467-024-46846-z


(神秘的地球uux.cn)据美国物理学家组织网(David Appel):科学家们首次观察到来自日冕洞聚焦的太阳耀斑的等离子体波,类似于建筑中罗腾达效应的声波聚焦,或望远镜或显微镜对光的聚焦。


这一发现发表在《自然通讯》上,可用于诊断等离子体性质,包括太阳耀斑产生的“太阳海啸”,以及研究来自其他天文系统的等离子体波聚焦。


太阳日冕是太阳大气层的最外层,由磁等离子体环和太阳耀斑组成。它主要由带电离子和电子组成,延伸到太空数百万公里,温度超过100万开尔文,在日全食期间尤为突出,被称为“火环”


日冕中的磁流体动力学波是受太阳磁场影响的带电流体中的振荡。它们在日冕中发挥着重要作用,加热日冕等离子体,加速太阳风,并产生强大的太阳耀斑,这些耀斑离开日冕进入太空。


以前曾观察到它们在日冕中经历典型的波动现象,如折射、透射和反射,但到目前为止,还没有观察到它们被聚焦。


美国国家航空航天局自2010年以来一直在观测太阳的卫星太阳动力学天文台的高分辨率观测结果,一个由中国多个机构和比利时一个机构的科学家组成的研究小组分析了2011年太阳耀斑的数据。


耀斑激发了沿太阳表面移动的大强度、几乎是周期性的扰动。作为一种磁流体动力学波,数据显示了一系列以耀斑中心为中心的弧形波前。


这个波列向太阳盘的中心传播,并以每秒约350公里的速度穿过一个位于相对于太阳赤道的低纬度的日冕空洞——一个相对较冷的等离子体区域。


日冕空洞是太阳日冕中较冷、密度较低的等离子体的临时区域;在这里,太阳的磁场延伸到日冕之外的空间。通常,延伸的磁场会循环回到日冕,到达相反磁极性的区域,但有时磁场会让太阳风以比波浪表面速度更快的速度逃逸到太空。


在这次观测中,当波前穿过日冕洞的远边缘时,原始的弧形波前变成了反弧形,曲率翻转了180度,从向外弯曲变成了向外鞍形。然后,它们会聚到一个聚焦在冠状孔远端的点,类似于穿过会聚透镜的光波,冠状孔的形状充当磁流体动力学透镜。


利用波浪、日冕和日冕空洞的特性进行的数值模拟证实了收敛是预期的结果。


该小组只能确定波列(一系列移动的波前)穿过日冕空洞后波的强度-振幅变化。


正如预期的那样,磁流体动力学波的强度(振幅)从空洞到焦点增加了两到六倍,能量通量密度从预聚焦区域到焦点附近区域增加了几乎七倍,这表明冠状空洞也像凸望远镜透镜一样聚焦能量。


焦点距离冕洞边缘约30万公里,但由于冕洞的形状不准确,焦点并不完美。因此,这种磁流体动力学透镜预计会发生在行星、恒星和银河系的形成中,就像在一些恒星周围观察到的光(多种波长)的引力透镜一样。


尽管之前已经观察到太阳磁流体动力学波现象,如日冕中的折射、透射和反射,但这是首次直接观察到这种波的透镜效应。透镜效应被认为是由于日冕温度、等离子体密度和日冕空洞边界处的太阳磁场强度以及空洞的特定形状的急剧变化(梯度)。


考虑到这些,数值模拟通过经典几何声学的方法解释了透镜效应,用于解释声波的行为,类似于光波的几何光学。


中国广东哈尔滨工业大学深圳空间风暴数值预测重点实验室的合著者丁元说:“日冕洞是一种自然结构,用于聚焦磁流体动力学波的能量,类似于科学摩擦书[和电影]《三体问题》,其中太阳被用作信号放大器。”。

中国古时候历史上最奇葩的帝王高从诲,喜欢当强盗,抢完还把东西送回去

夏日,荆南某地。无风,日头很毒。 几处起伏蜿蜒的丘陵上,稀疏的草木蔫得抬不起头来,没有一点生气。丘陵外是一片开阔的原野,干裂的地缝中似乎要翻滚出热浪。 身体略胖的高从诲即使在背阴处也是汗流浃背,不得不敞开衣襟。随从拼命地给他扇着扇子。50多名劲装汉子也都热得下了马,地提不起半点精神。战马也蔫耷着耳朵,失去了往日的雄威。 蓦地,远处隐约出现了几个黑影。 是一列马队! 这是楚国去往吴国的使节所率领的马队。车上的货物显然很重,马拉得很吃力。 高从诲眼睛一亮,立刻。他一边招呼着部下,一边兴奋地搭手瞭望。 马队由远及近。高从诲大叫一声,旋风般地第一个冲了出去。 马队中的人没有反抗,因为他们知道反抗也没有用,他们已经猜出领头的响马是谁了。 这已是高从诲第十五次实施习惯性抢劫了。这是他的一个特殊爱好。 但是谁能想到,这个在烈日下当“响马”的人,居然会是堂堂的一国之君-时期南平国的文献王! 高从诲有当“响马”找乐子的癖好。有这种另类癖好的,在中国历史上绝难找出第二个。尽管先前14次抢劫之后,在各国的责难下,高从诲已经把抢到的东西原物奉还,并且还向各国赔了礼道了歉,但这次他仍旧没能经受住这种习惯性的诱惑。冒着酷暑,做完这第十五次“买卖”后,他兴高采烈地“班师”回朝。 高从诲生于891年,其父高季兴原为后梁时的荆南节度使。912年,被其儿子朱友珪诛杀,后梁大乱,高季兴趁机自立,割据荆南,定都荆州,国域范围包括荆、归(今湖北秭归)、峡(今湖北宜昌)三州,是个地域狭小的小国,被后梁、楚、蜀、吴国所包围,处于夹缝生存状态。 高季兴死后,高从诲即位,在933年被后梁封为渤海王,次年又改封南平王,因此荆南国也叫南平国。 高从诲“为人明敏,多权诈”。据《五代史》记载,顺化节度使安从进起兵反晋,想与荆南国联手,高从诲不敢得罪后晋,“外(表面上)为拒绝,阴(偷偷的)与之通”。等后晋的大兵压境,高从诲见势不妙,便,灭了安从进,“晋师致讨,从诲遣将李端以舟师为应”,然后又向晋国讨功卖好,讨要郢州(今湖北钟祥)之地。 高从诲最令人啼笑皆非的,就是他的“响马”嗜好了。他专门以掠夺途经本国辖区的各国使节为乐,《五代史》记载:“从诲常邀留其使者,掠取其物。”而一旦他国致书询问或是发兵征讨,他又会忙不迭地将原物奉还,脸上毫无愧疚之色,就像什么事都没发生。南方俗语管这种人叫“赖子”,于是周边诸国都管他叫“高赖子”。因为这样的事经常发生,别的国家也就见怪不怪了。更雷人的是,周边国家不管谁称帝,他都“所向称臣,盖利其赐予”。 这还真不是个一般人。 贵为一国之君的高从诲,为何有这种让人难以理解的当“响马”的嗜好?估计有以下两方面原因:一是帝王骨子里都有征服的欲望。荆南国小力寡,不能与他国抗衡,高从诲的欲望自然得不到满足,于是就出来客串一下“响马”,威风凛凛地抢劫一番聊以慰藉,也算过过王者之风的瘾。二是内心的一种发泄。高从诲在夹缝中生存,总是夹着尾巴做人,心中不免压抑,实在憋屈不过了,便通过抢劫的形式以作发泄。 不管是高从诲委曲求全也好,自我慰藉发泄也罢,在他在位的19年里,荆南国国境承平,百居乐业。这在晦暗的五代十国时期也算相当难得了,也许这正是他“为人明敏”的一种体现。 免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

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