返回
航空航天探索宇宙奥秘（太空跨尺度能量如何传输）
航空航天探索宇宙奥秘（太空跨尺度能量如何传输）
2024-07-03 07:11:56  作者:中國女亽  网址:https://m.xinb2b.cn/tech/pdq471555.html

宇宙中存在着多种不同尺度的物理行为，从由电子回旋运动和离子回旋运动表征的微观尺度，一直延伸到与行星大小相当的宏观尺度，跨越超过8个数量级这些不同尺度的物理过程如何耦合？能量如何在它们之间输运？，下面我们就来聊聊关于航空航天探索宇宙奥秘?接下来我们就一起去了解一下吧!

航空航天探索宇宙奥秘（太空跨尺度能量如何传输）

航空航天探索宇宙奥秘

宇宙中存在着多种不同尺度的物理行为，从由电子回旋运动和离子回旋运动表征的微观尺度，一直延伸到与行星大小相当的宏观尺度，跨越超过8个数量级。这些不同尺度的物理过程如何耦合？能量如何在它们之间输运？

记者获悉，9月23日，北京大学地球与空间科学学院教授宗秋刚带领的研究团队在国际学术期刊《自然·通讯》上发文，提出在空间和天体等离子体中，跨尺度波动—粒子相互作用（即带电粒子同时和不同尺度的等离子体波动相互作用）可导致能量从宏观尺度到微观尺度的快速输运。这一新发现的机制有助于解释空间和天体系统中的能量耗散问题以及等离子体的加热加速问题。

等离子体充斥着整个宇宙，构成了各种各样的天体和空间系统，例如行星磁层、太阳日冕、太阳风和日球层以及星际介质等。要理解这些等离子体系统的历史和演化，其中一个重要的问题是宏观的、定向运动的能量如何转化成微观的、随机运动的能量。

类似于大气中充斥着声波，空间和天体等离子体中也充斥着各种等离子体波动。但由于构成等离子体的组分（通常为质子和电子）的质量相差悬殊，等离子体波动具有多种不同的时间和空间尺度。最粗略地，等离子体波动可以根据尺度划分为三大类：流体尺度波动、离子尺度波动和电子尺度波动。其中第一种波动又被称为宏观尺度波动，而后两种被统称为微观尺度波动。

不同尺度的等离子体波动会以不同的方式和带电粒子相互作用。例如，地球磁层中的超低频波动是一种典型的宏观尺度波动，它可以通过漂移—弹跳共振加速带电粒子，从而产生会危害航天器和宇航员安全的杀手电子等。而电磁离子回旋波则是一种典型的微观尺度波动，其常通过回旋共振和带电粒子相互作用，这种作用的结果之一就是导致空间中的带电粒子沉降到地球大气中，这些沉降粒子还可以通过后续的过程产生极光等现象。但无论哪种具体的作用方式，波动—粒子相互作用都可导致电磁场和带电粒子间的能量交换。

对于一个具体的空间和天体等离子体系统而言，电磁相互作用又有多种不同的形式，从而可以以多种不同的方式介导能量的跨尺度输运。目前主流的跨尺度能量传输机制是湍流串级模型，其认为能量是通过一系列相近的尺度逐渐从宏观尺度输运到微观尺度。为了更好地理解各种空间和天体系统中的能量过程，寻找湍流串级之外的跨尺度能量传输机制是当前空间物理和天体物理领域的研究热点之一。

宗秋刚带领的团队通过分析观测资料证实，跨尺度波动—粒子相互作用是一种可能的跨尺度能量输运机制。

在这项研究中，宗秋刚团队通过详细分析美国国家航空航天局（NASA）的磁层多尺度任务获得的数据，发现空间中的离子可以同时和宏观尺度的超低频波、微观尺度的电磁离子回旋波相互作用。通过这一相互作用，能量首先从超低频波传递到离子，然后从离子传递到电磁离子回旋波，最后通过电磁离子回旋波—离子回旋共振耗散。

与传统湍流串级模型不同，在这一跨尺度波动—粒子相互作用中，能量可以直接从宏观尺度传递到微观尺度，无需经过中间尺度的介导。对观测数据的定量分析表明，跨尺度波动—粒子相互作用的时间尺度约为1分钟，远小于各种空间和天体能量过程的时间尺度，证明其是一种有效的跨尺度输运能量的机制。

除了介导能量的跨尺度输运，该项研究还发现跨尺度波动—粒子相互作用可导致不同尺度的动态过程相互耦合，以及空间等离子体加热和加速。这些发现为进一步理解极光、地磁脉动以及空间高能粒子的产生提供了新的思路。（记者 代小佩）

来源：科技日报

  • 魂斗罗手游攻略（魂斗罗手游攻略简述）
  • 2024-07-03魂斗罗手游攻略简述打开游戏，我们可以看到熟悉的2个角色，也就是魂斗罗的主角选择时候，请留意人物属性这里有街机模式、任务模式、首领模式、经营模式，它们之间存在一定的约束比如需要完成街机模式多少关卡后，才能解锁XX模式游戏。
  • 美缝如何施工效果更好（超详细的美缝施工步骤）
  • 2024-07-03超详细的美缝施工步骤自己做美缝，到底是选双组份美缝剂还是环氧彩砂呢？其实环氧彩砂也是美缝剂的一种，只不过施工方法有所不同而已，无论是选择桶装环氧彩砂还是双组份美缝剂都要掌握好具体的操作方法下面小编给大家整理了具体的施工步。
  • 羊排最简单的做法大全家常（羊排最简单美味的做法大全）
  • 2024-07-03羊排最简单美味的做法大全吃过羊排的人应该不少，因为羊排美味，所以很多人都喜欢吃羊排，喜欢吃羊排的你，在家要如何做出美味好吃的羊排呢?那么，简单美味的羊排如何做?一起来看看学学吧!一、煎孜然羊排主料：羊排、青椒、鲜香菇、胡萝卜。
  • 金克斯ad带什么天赋（季前赛上分AD推荐）
  • 2024-07-03季前赛上分AD推荐前言送别了S11，我们迎来了S12赛季！和往年一样，在S12赛季正式开始之前，有几个特殊的版本，官方称之为“季前赛”，其存在的意义就是帮助大家去熟悉S12赛季的大改动，先行体验一下新赛季的内容、玩法以。
  • 百香果如何保存好（百香果如何保存更久）
  • 2024-07-03百香果如何保存更久想要常温保存百香果就必须将其放在干燥通风的环境之下待到百香果外皮风干之后，就可以保存上一个多星期，而且里面的果肉和果汁也不会变质冰箱冷藏也是百香果的长期保存方法之一，方法也很简单将百香果洗净，用保鲜膜。
  • vivox7 发布会（vivo今在北京正式发布vivo）
  • 2024-07-03vivo今在北京正式发布vivo今天下午，vivo在北京电影导演中心发布了vivoX7/X7Plus，两款手机最大的亮点便是支持前置1600万柔光自拍，X7&X7Plus全新加入Moonlight柔光灯，仿真摄影棚苹果光，增。
  • 小儿鞘膜积液手术积液怎么处理（什么是小儿鞘膜积液）
  • 2024-07-03什么是小儿鞘膜积液“鞘膜积液”是一种非常常见的疾病发病率约为1－3％早产，出生体重较低，隐睪的新生儿发病率更高此外，女婴也是有可能患有鞘膜积液的，临床表现为阴囊内积水鞘膜积液的孩子大部分没有任何不适对于鞘膜积液我一同事。
  • 重庆迎雷暴大风短时强降水冰雹（强降水高温暴雨）
  • 2024-07-03强降水高温暴雨新闻发布会现场华龙网-新重庆客户端葛彧摄华龙网-新重庆客户端1月29日17时40分讯（梁浩楠）1月29日，重庆召开2022年气象例行新闻发布会，会上发布了2021年重庆十大天气气候事件重庆市气象局副局。
  • 质的提升永无止境 质的有效提升意味着什么
  • 2024-07-03质的提升永无止境 质的有效提升意味着什么作者：金观平党的二十大报告提出，高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务，并要求“推动经济实现质的有效提升和量的合理增长”这一重要论断凸显了发展质量的全局和长远意义，意味着我国将以更精准、务实。