تحقیقات جدید عمیق تر درک درستی از زمین تعامل با باد خورشیدی

همانطور که زمین به دور خورشید را بلوس از طریق یک جریان حرکت سریع ذرات است که می تواند تداخل با ماهواره و سیستم های تعیین موقعیت جهانی. در حال حاضر یک تیم از دانشمندان در آمریکا وزارت انرژی (DOE) Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) و دانشگاه پرینستون است تکثیر یک فرایند رخ می دهد که در فضایی به تعمیق درک درستی از آنچه اتفاق می افتد زمانی که زمین برخورد این باد خورشیدی.

این تیم با استفاده از شبیه سازی های کامپیوتری به مدل حرکت از یک جت پلاسما اتهام دولت از ماده متشکل از الکترونها و هسته های اتمی که باعث می شود تا تمام ستاره ها در آسمان از جمله خورشید ما است. بسیاری از رویدادهای کیهانی می تواند تولید پلاسما جت نسبتا کوچک ستاره burps به عظیم ستارگان انفجار شناخته شده به عنوان ابرنواختر. هنگامی که حرکت سریع پلاسما جت عبور آهسته تر پلاسما وجود دارد که در فضای خالی از آن را ایجاد آنچه که به عنوان شناخته شده برخورد کمتر موج شوک.

این شوک نیز رخ می دهد که زمین حرکت می کند از طریق انرژی خورشیدی و باد می تواند تحت تاثیر قرار چگونه باد چرخش به داخل و اطراف مگنتوسفر زمین محافظ سپر مغناطیسی که به گسترش فضا. درک پلاسما امواج شوک می تواند به دانشمندان کمک کند به هوا فضا آب و هوا است که توسعه زمانی که باد خورشیدی چرخش به مگنتوسفر و فعال محققان برای محافظت از ماهواره ها که به مردم اجازه می دهد برای برقراری ارتباط در سراسر جهان است.

این شبیه سازی نشان داد چندین نشانه های ثبتشده نشان می دهد هنگامی که یک شوک است که تشکیل شده است از جمله شوک ویژگی های این سه مرحله از شوک تشکیل و پدیده های است که می تواند برای یک شوک است. "قادر به تشخیص یک شوک از پدیده های دیگر دانشمندان می توانید احساس اعتماد به نفس است که آنچه را که آنها در حال دیدن در یک آزمایش چیزی است که آنها می خواهند به مطالعه در فضای" گفت: Derek شفر یک دانشیار و محقق در دانشگاه پرینستون گروه فیزیک نجومی که منجر PPPL تیم تحقیقاتی. یافته های گزارش شده در یک مقاله منتشر شده در فیزیک پلاسما است که به دنبال تحقیقات قبلی گزارش شده در اینجا و اینجا.

پلاسما شوک که در فضا رخ می دهد, مانند کسانی که ایجاد شده توسط زمین سفر در برابر باد خورشیدی شبیه امواج شوک ایجاد شده در جو زمین توسط هواپیمای جت مافوق صوت. در هر دو رخداد به سرعت در حال حرکت مواد برخورد کند و یا ثابت مواد و باید سریعا آن را تغییر دهید, سرعت ایجاد یک منطقه از چرخش و پیچش و آشوب.

اما در فضای تعاملات بین سریع و آهسته پلاسما ذرات رخ می دهد و بدون ذرات لمس کردن یکی دیگر. "چیز دیگری باید رانندگی این شوک شکل گیری مانند پلاسما و ذرات باردار الکتریکی جذب و یا دفع یکدیگر" شفر گفت. "در هر صورت ساز است نه به طور کامل درک نشده است."

برای افزایش درک دانشمندان فیزیک پلاسما انجام آزمایش در آزمایشگاه برای نظارت بر شرایط نزدیک و اندازه گیری آنها دقیقا. در مقابل اندازه گیری های گرفته شده توسط فضاپیمای نمی توان به راحتی تکرار و نمونه تنها در یک منطقه کوچک از پلاسما. شبیه سازی های کامپیوتری و سپس به کمک فیزیکدانان تفسیر داده های آزمایشگاهی.

امروزه در اکثر آزمایشگاه پلاسما شوک تشکیل شده با استفاده از یک مکانیسم شناخته شده به عنوان یک پلاسما پیستون. برای ایجاد پیستون دانشمندان درخشش یک لیزر بر روی یک هدف کوچک. لیزر باعث می شود مقدار کمی از هدف های سطح به حرارت تا تبدیل شدن به یک پلاسما و حرکت به بیرون از طریق یک محیط کندتر حرکت پلاسما.

شافر و همکاران خود را تولید شبیه سازی مدلسازی این فرآیند است. "فکر می کنم از یک تخته سنگ در وسط حرکت سریع جریان" شفر گفت. "آب را به سمت راست به جلو بولدر اما نه کاملا آن برسد. منطقه انتقال سریع بین حرکت و صفر [ایستاده] حرکت شوک."

شبیه سازی نتایج کمک خواهد کرد که فیزیکدانان تشخیص یک اختر فیزیک پلاسما موج شوک از دیگر شرایط است که بوجود می آیند در آزمایش های آزمایشگاهی. "در طول لیزر پلاسما آزمایش شما ممکن است رعایت مقدار زیادی از حرارت و فشرده سازی و فکر می کنم آنها نشانه هایی از یک شوک" شفر گفت. "اما ما نمی دانیم که به اندازه کافی در مورد مراحل شروع یک شوک به می دانم که از تئوری به تنهایی. برای این نوع از لیزر آزمایش ما باید به شکل از چگونه به تفاوت بین یک شوک و فقط گسترش لیزر محور پلاسما."

در آینده هدف محققان را شبیه سازی واقع بینانه تر با اضافه کردن جزئیات بیشتر و چگالی پلاسما و حرارت کمتر ، آنها همچنین می خواهم برای اجرای آزمایشات برای تعیین اینکه آیا پدیده های پیش بینی شده توسط این شبیه سازی می تواند در واقعیت رخ می دهد در یک فیزیکی دستگاه. "ما می خواهم برای قرار دادن ایده های ما در مورد صحبت در این مقاله به آزمون می گوید:" شفر.

###

برای حمایت از این تحقیقات از سازمان حفاظت محیط زیست از علم و ملی اتمسفر و فضای اداری. شبیه سازی های انجام شده بر روی ابررایانه تیتان در اووک ریج رهبری محاسبات تاسیسات یک کاربر تسهیلات در سازمان حفاظت محیط زیست را در Oak Ridge National Laboratory.

PPPL در دانشگاه پرینستون را Forrestal پردیس در Plainsboro, N. J., اختصاص داده شده به ایجاد دانش جدید در مورد فیزیک پلاسما -- فوق العاده داغ و شارژ گازهای -- و در حال توسعه راه حل های عملی برای ایجاد همجوشی انرژی است. آزمایشگاه مدیریت توسط دانشگاه برای وزارت انرژی را از علم است که بزرگترین حامی تحقیقات پایه در علوم فیزیکی در ایالات متحده است و کار به آدرس برخی از مبرم ترین چالش های زمان ما. برای اطلاعات بیشتر مراجعه کنید https://انرژی.gov/علوم

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.