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歐洲探測器:揭空間等離子體流異常高溫之迷(圖)
關鍵詞： 空間等離子體 噴流 歐洲空間局 磁尾 加速原理 歐洲航天局 空間飛行 地球磁層 電子回旋加速器 異常高溫
騰訊科技訊（Everett/編譯）據國外媒體報道，歐洲航天局四個空間探測器組成飛行編隊通過大約距離地球9萬6千公里（地球到月球距離的四分之一）的磁場中心，監測到以超過每小時800公里速度向地球沖擊而來的等離子體噴流，該探測器飛行編隊詳細檢測了內磁層的哨聲波，并提供了關于磁層在等離子體沖擊下的通量堆積，這種影響導致對電子的加熱和加速效應，類似電子回旋加速器中的加速原理。相關的論文已發表在《物理評論快報》上。
地球磁尾高溫高速等離子體噴流的效果圖
高速等離子噴流是宇宙中極為常見的一種現象，其可以產生于太陽耀斑、地球磁層以及中心具有黑洞提供能量的各種天體中。然而，在歐洲空間局的探測器編隊對其進行了現場監測之后，這種電離態的粒子流的作用過程需要重新被天文學家所審視。宇宙中大多數可見的物質都存在等離子體，其來源于極為炙熱的氣體中原子的外層電子被剝離，成為帶電粒子（離子）以及出現磁化現象。而現在，關于等離子體被加熱轉化出高能粒子的過程仍然是一個基礎性的問題，因為在天體物理中，等離子體之間出現碰撞還是較為罕見的情況。
要研究磁化等離子體間能量轉化的關鍵因素在于解決磁重聯現象（一種磁場區域突然間出現的重新排列），這種重新排列導致了巨大儲存狀態的磁場能的釋放。大多數情況下，釋放出來的能量轉化為周圍的等離子體，這也是等離子體粒子加速和加熱的原因。對這個現象最佳的研究場所就是在太空中，在地球背向太陽的一側。那兒的地球磁場會形成一條長長的尾巴，我們稱之為磁尾。而在磁尾的中心有一個區域被認為是等離子體片，這個區域聚集了大量的等離子體，其等效的溫度可以達到5000萬攝氏度，可以說這個區域是宇宙中最熱的地方之一。當磁重聯發生在磁尾的時候，等離子體就像被充滿能量似的而產生噴流。
觀測這片位于磁尾等離子片的高能噴流有助于研究等離子體加速和加熱的過程。特別是歐洲空間局由4個探測器組成的空間飛行編隊進行現場監測，將使得人類得以了解高能粒子的加速機制。這四個探測器組成的空間飛行編隊形成一個四面體穿過磁尾的中心，這個距離大約在地球背向太陽一則的9.6萬公里處。探測器上搭載的各種粒子、電場和磁場分析儀迅速地監測了在等離子片區域內的噴流情況，瑞典空間科學研究院與英國倫敦大學下屬的著名瑪拉德空間科學實驗室的研究小組詳細分析了來自探測器的數據，得到了噴流最大速度超過每小時800公里在內的各項參數。
本次監測的等離子噴流產生于磁重聯的過程中（地球磁尾等離子片區域南北兩側的磁力線突然出現聯合的過程），研究的重點在于沿著磁力線運動的粒子如何創造出一個等離子體噴流。然而，研究小組還發現：在噴流達到極大值之前，磁場強度出現急劇增加的現象，其伴隨的電子能量可以達到千電子伏(keV)的數百倍。