新浦京www81707con:日冕物质抛射,ICR-VIS观测到了蝌蚪状太阳喷流

原题目:前年的日食预测突显了大家依然不精通的太阳

原标题:日冕物质抛射!化学家们成功地预测了二〇一八年的日全食

新浦京www81707con:日冕物质抛射,ICR-VIS观测到了蝌蚪状太阳喷流。原标题:为何土星的火速拉长被延迟了数百万年?

在日光的强磁场区上,地经济学家们发现了一种“蝌蚪”喷流,这一个可不是地球上找母亲的那么些小蝌蚪,而是一心由等离子体构成的喷流,正式的名字叫拟似激波(pseudo-shocks)。等离子体那种导电材质由带电粒子构成,占据了可观看宇宙(observable
universe)的99%之多。这一发觉为大自然物教育学中最漫长的谜团之一提供了新的端倪。

大部人都在为2018年的日全食做准备,包蕴追踪防护老花镜和预约商旅,但Zoran
Mikic和他的同事们还有另一项职务要做:准确预测这一危言耸听奇观将会是怎样体统。那是因为米基c是预测性科学公司(Predictive
Science
Inc.)的一人太阳能地管理学家,该公司特地钻探各类科学难题,包罗模拟太阳。那包罗在过去20年里做出十八个日冕预测。总的来说那几个预测呈现了极品无敌电脑的隆起和物农学家对太阳明白的增加。但那依旧不易于,团队成员在4月2二十日登出的一篇新故事集中反省了这一进度。

一年前的二〇一七年十一月21二十七日,数以百万计的法国人目睹了一场惊人的日全食。不过一群化学家正在守候着他俩本人的不朽时刻。

一项新的研商注脚,为何太阳系中最大的行星火星要等200万年才能迎来它的初期形成。2个由瑞士联邦商讨人口理事的研商小组发现,在那段日子内,三个直径英里级的宇宙撞向了那颗巨大的行星,爆发了高能量区域。那种轰击使得气体分子难以吸积,迫使地球生长得更慢。太阳系差不离有45亿年的野史,一种流行的行星形成理论认为,它们是由环绕年轻太阳的气体和尘埃组成的守则云团形成的。随着年华的延期,气体和尘土聚集成二个小世界,慢慢相互聚集形成行星。

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在二次日全食时期,太阳的日冕——它的外部大气层——在一遍难得的事件中现身在月球周围。平时,由于太阳的亮度,日冕的斟酌特别不方便。

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那张来自IEvoqueIS的图像体现了从太阳中射出的蝌蚪状喷流,当中包涵了拟似激波。

二〇一七年日全食时,太阳日冕的中度细节图像。图片:Miloslav Druckmüller,
Peter Aniol, Shadia Habbal, Zoran Mikic et al./Nature Astronomy

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美利坚合众国国家航空航天局(NASA)的朱诺号(Juno)航天器拍戏的罗睺南半球。图片:Gerald
Eichstädt/Seán 多拉n/NASA/JPL-Caltech/Sw奥迪Q5I/MSSS

版权:Abhishek Srivastava IIT /Joy Ng, NASA’s Goddard Space Flight
Center

博科园-科学科学普及:发现有时候大家比旁人更成功,因为那是一件非凡不方便的事体。超过25%气象下,亲自做那件事,因为觉得那很有意思,能够把它和公众的高兴感联系起来。日食时期日冕的产出是由阳光磁场的转变所形成,但那使得预测的大运变得很拮据,因为唯一一颗提供磁场数据的卫星只能看到太阳朝向地球的单方面。不过太阳和地球一样,大约每27天自转3次。那代表,对于刚(Yu-Gang)刚从地球上可知的太阳边缘,物文学家们几近必须依靠于在该区域付之一炬从前拿到的旧数据。

所以,在United States日食产生前,位于San Diego的预测科学公司的二个公司发布了一项研讨,预测太阳日冕的样子。他们支付了1个仿照日冕的模子,并热切地等待着结果。

博科园-科学科学普及:不过金星的历史更是复杂,那项研商的机要我、瑞士联邦罗萨Rio赫鲁大学学的宇宙物教育家扬恩·阿利Bert(Yann
阿里bert)说:有趣的是,体积较小的大自然扶助水星积累了品质,而体量较大的自然界撞击罗睺反而给水星扩展了能量——而不是品质。在形成的头100万年里,水星通过汇集毫米大小的鹅卵石快速成长,体积是地球的20倍。然则在接下去的200万年里,这颗行星发现了更大、海里大小的小天体,它们被称之为星子。由于那一个星子更大,它们以更大的能量撞击行星,释放出更加多的热能,减慢了月孛星的朝梁暮晋。

150年以来,科学家们一贯都在准备弄驾驭为啥太阳的高层大气,也等于日冕
的热度比太阳表面高出了200多倍(译者注:太阳表面温度约四千℃,距离表面1600英里处的色球层温度缓慢上涨至七千多℃;而再往上400海里,到达大气最外层日冕,温度像卯足了后劲地回升,直到百万多度)。日冕这一太阳大气的最外层延伸数百万海里,不知为啥温度骤升,并连发释放高能带电粒子,那个超音速粒子最后会辐射喷涌到全数太阳系中。

你越想提前预测太阳会时有发生什么样,你就越需要依靠在日光最终1回没有从前采访的数码。如若等待太久,那么使用的磁场就太老了。但协会还必要时间来运维复杂的微处理器建模并分析结果。他们发觉在日食产生前7到10天是展望日冕的一级时间。那是在和时间做努力,二〇一八年商讨小组在11月1二1日左右展望了十二月231日的日食。这一进度更是令人担忧,因为该团队在二〇一七年四月跟踪了阳光的一对活泼区域。这一个区域由阳光黑子连接,太阳黑子是磁场中相对较冷的结。

预测科学商讨员Zoran
mikiin在一份表明中说:“等待全食,你方便地明白你所预测的和您所期待的。”“因为你日常使用那几个模型,看到很频仍估计,它就会在你的大脑里点火。”有好多令人担忧,因为只要您一点一滴错了,那就有点窘迫了。

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进展剩余82%

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但对地经济学家来说,那基本上是好音讯。研商小组在《自然天历史学》杂志上刊载了他们的意识,称他们的展望与她们观测到的日冕极度相像。他们能够预测太阳的旋转磁场怎样影响可知的日冕。

由此当火星有300万年的野史时,它的品质是地球的50倍——经历了一定迟缓的增速。新商讨发现,在这一阶段之后,通过失控的气体吸积,地球快捷膨胀到后天的轻重,质量是地球的300多倍。福州赫鲁大学学(University
of
Bern)表示,那个新数据与另一组钻探人口从二〇一八年见报在《美利坚联邦合众国国家科高校院刊》上对陨石成分观望中获取的另一组探讨结果同样。德意志明斯特高校和加州Lawrence利弗Moll国家实验室的斟酌员托马斯·克鲁伊杰领导了一项较早的钻研。

当这几个高能粒子抵达地球时,它们只怕会对卫星和宇宙航行员带来侵害,对有线电通信造成损伤,在极强的等离子体喷射事件中竟然还会对电力网形成烦扰。假使能驾驭日冕的热度是什么样变得如此之高的,就促进大家通晓造成这几个伤害和困扰背后的主导物理因素。

在预测初始到日食暴发的几天之间伊始现出。Mikic说:笔者有点担心那会打乱大家的展望(下个月这一个太阳黑子最后产生了有的大得惊人的阳光耀斑)。这么些太阳黑子并从未因为它们的地点而改为难题。假使在大家见到的阳光表面,靠近圆盘中央的地点,它们不会影响到大家的四肢。即使有哪些东西发生在四肢之外,它不会对您在日食中看看的东西产生太大的影响。

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近日,化学家们直接在抵触日冕加热难点(coronal heating
problem)的二种大概分解:纳耀斑(nanoflare)模型和电磁波加热机制。纳耀斑理论建议了就如炸弹的一种爆炸,在爆炸时将能量释放到太阳大气中,纳耀斑与阳光耀斑(solar
flare)类似,只是规模要远小于太阳耀斑,而纳耀斑模型则预测:在磁场线爆炸性地重复连接时,纳耀斑现象就会发生,释放出一束高温带电粒子流。另一种理论认为,一定频率的电磁波恐怕会将带电粒子推入色球层和日冕,从而达成加热,就像是海浪拉动加速冲浪者驶向海岸一样,当中最重点的加热电磁波之一被叫作阿尔芬波(Alfvén
wave)。物管理学家今日觉得日冕加热的来由大概包蕴了上述几种理论,甚至还有别的类似的体制参加,而不是由某一种单独的建制引起的。

唯独团队在成立了预测之后并没有做到——他们还索要依照人们在eclipse中实际上观测到的情景来测试那个预测。通过与考察结果的可比,能够领悟到模型如何时候战败了,什么地方可能出了难题。总的来说,他对公司的预测分外满足,就算由于磁场数据太旧,漏掉了1个大的年月。当然,对数码的剖析并不是Mikic第叁次真正看到日食发生时的境况——他随即正在内布Russ加州的地面上在场此次大型活动。但当日食早先时,很难离开办公,米契克说:你脑子里肯定有其一预知。首先,你不能不神速调动你脑子中的太阳方向,使其与模型的法门相匹配。

日光磁场在3遍自转进程中的动画。

火星膨胀的阶段:在初期的100万年里,它收集了小卵石,然后在接下去的200万年里,它收集了星子,导致它生长得更慢。最后它亦可吸积气体并神速增进。图片:Yann
Alibert (Universität Bern) et. al./Nature Astronomy

新意识的拟似激波可能会让本场辩论形成三足鼎峙的框框,与前两种理论分裂的是,拟似激波大概在特定的岁月里为日冕贡献热量,这些一定的时辰正是太阳活动较强的时候,例如在阳光能量达到最大值时。太阳活动周期约为11年,其间最活跃时太阳能量达到最大,太阳黑子、太阳耀斑和日冕物质抛射(coronal
mass ejection)会增多。

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为了使那些模型起效率,他们向电脑和特等总括机提供了日食暴发前27天太阳磁场的数据,也正是太阳自转七日所需的日子。那让他们力所能及更好地拍卖太阳日珥,即明亮的大气流,是什么冒出的。他们还采用了U.S.宇宙航行局太阳引力学观测卫星(SDO)的图像。

Kruijer的公司意识,所研商的陨星仿佛来自于太阳系的四个“储层”,它们各自位居太阳系内部和表面,形成于太阳系形成100万年后。罗睺的引力是太阳系外部物质无法与太阳系内部物质互相成效的来头,太阳系内部物质是罗睺和气态巨行星的所在地。早期的钻研也标志木星的拉长会延迟,然则哈尔滨赫鲁高校学的钻探小组对那么些新闻进行了更详细的建立模型,以找出原因。同样的发育延迟也许产生在天王星和海王星,不过供给愈多的钻探来表达这么些只要,其探讨于一月221日发布在《自然天管艺术学》上。

“太阳蝌蚪”的发现实际包蕴一些天数元素,近年来在解析NASA过渡区成像摄谱仪(Interface
Region Imaging
Spectrograph,IKoleosIS)的数目时,物经济学家注意到阳光黑子(太阳表面上温度相对较低且磁场活跃的区域)中出现了非常的细小喷流,并升华4800英里贯穿至内冕(inner
corona)。这个喷流头大身细,就像拖着小尾巴的青蛙努力向太阳大气外层游动一般。

前年日全食时,太阳日冕的惊人细节图像。图片:温蒂 Carlos and JayPasachoff, Zoran Mikic et al./Nature Astronomy

该钻探小组在舆论中写道:“这几个模型让大家能够清楚观测到的表征,包蕴条纹、日冕洞、日珥、极地羽流和薄射线,与磁场的关系。”

博科园-科学科学普及|文:伊Lisa白 Howell/Space

“当时大家正在摸索电磁波和等离子体喷流,但不料的是,大家注意到了那一个动态的拟似激波,看起来更像是断开的等离子体喷流,而非真正的激波,但还要又怀有很高的能量,完全能够看作太阳辐射损失的诠释。”印度瓦拉纳西理管理大学(Indian
Institute of Technology in
Varanasi,IIT-BHU)的地管理学家阿布舍克•斯里gas塔瓦(Abhishek
Srivastava)说,他同时也是发布在《自然•天管教育学》(Nature
Astronomy)最新相关随想的最重要小编。

接下来能够起来排基加利冕中的特征,特别是大的,尖顶的流带,以及名为日珥的小环。那几个预测进程不仅是在自然界表演开始前就能一探毕竟,它也是地文学家们用来验证他们对太阳活动精晓程度的3个珍视工具。那是对日冕全体环境的一种表明,不仅仅是在树枝上或面对地球的地点,而且那一个模型会告诉您太阳到处发生了如何,你不太可能把那件事的一有的做对,其他的就那些,都是相同的。那项研商刊登在二零一八年4月217日问世的《自然天法学》上。

可是,他们的模型确实不够在日冕中看出的一部分更小巧的构造,比如从阳光右上方流出的一股被喻为伪流的射流。这说不定是因为该区域的磁场以一种不可能预测的格局发生了转变。

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利用总结机建立模型对拟似激波的风云开始展览效仿,他们分明那一个拟似激波能够带领丰硕的能量和等离子体来加热内冕。

博科园-科学科学普及|文:Meghan Bartels/Space|参考期刊文献 :《Nature
Astronomy》,DOI:doi.org/10.1038/s41550-018-0562-5

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就算不易本身很有意思,但它也很要紧。那样的结果能够协理我们更标准地预测太空气候,因为太阳会向我们的主旋律投掷粒子和太阳风。这说不定会潜移默化卫星,甚至飞机在半空飞行,所以更好地预测它是11分实用的。

处理器模拟呈现了拟似激波是什么样从太阳喷射出来,并与江湖的等离子体断开连接的。

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版权:Abhishek Srivastava IIT /Joy Ng, NASA’s Goddard Space Flight
Center

主编:

物艺术学家以为拟似激波是由磁重联(magnetic
reconnection)产生发生的。磁重联是一种爆炸性的磁力线缠绕,平时爆发在太阳黑子区域以及它的方圆。近期结束,地医学家只在日光黑子的边缘处观望到了拟似激波,但它们应该也会在其余中度磁化的区域出现。

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虚线白框中呈现的是蝌蚪状的拟似激波从阳光表面上高度磁化区域中射出。

版权:Abhishek Srivastava IIT /Joy Ng, NASA’s Goddard Space Flight
Center

ILacrosseIS对阳光的洞察已有二十年之久了,在过去的五年中,I本田UR-VIS则直接追踪着地球周围一千0四个轨道上的阳光。NASA对太阳的关注不止于一个航空职责和观测设备,各种方面包车型大巴研讨都在缺乏地拓展着,希望能团结一致消除日冕加热难点,以及关于阳光尚未消除的任何谜团。

“从一开头,I翼虎IS科研的机要就是将太阳大气观测的高分辨率结果与公布基本物理进度的数值模拟相结合,”巴尔特•德蓬蒂厄(BartDe
Pontieu)说,他是位于加利福坎Pina斯帕洛阿尔托的Locke希德•马丁阳光和大自然物理实验室(Lockheed
马丁 Solar & Astrophysics
Laboratory)的商量化学家,“那篇杂谈很好地印证了那种和谐艺术的优势,I福睿斯IS科学能够为推进太阳大气的重力因素带来新的大体明白。”

NASA聚焦太阳物艺术学的探赜索隐里,最新成员Parker太阳探测器(Parker Solar
Probe)在二〇一八年11月正规发出,它恐怕能够为日冕加热之谜带来一些新的线索。Parker太阳探测器将会穿过太阳日冕,追踪能量和热量在阳光高层大气的位移,探索加速太阳风(solar
wind)和太阳高能粒子的体制,对远超拟似激波产生区域的大气层现象开始展览观测,希望能找到帮忙前边提到的二种加热理论的凭据,与IPAJEROIS正在展开的切磋相互补充。

“大家可以将那种新的日冕加热理论与Parker太阳探测器将要举办的追究结果开始展览比较,”
Parker太阳探测器的副项目物法学家阿莱达•希金森(Aleida
Higginson)说,“两者联手或然能提供更健全的日冕加热图片。”
希金森在内布拉斯加州劳雷尔的John•霍普金斯大学(Johns Hopkins
University)应用物理实验室工作。

参考:

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