Как Земля вращается вокруг Солнца, он пашет через поток быстро движущихся частиц, которые могут мешать спутников и систем глобального позиционирования. Теперь, команда ученых в Министерстве энергетики Лаборатория (ДОУ) Принстоне физики плазмы США (в данном законе О госзакупках) и Принстонского университета воспроизвел процесс, который происходит в пространстве, чтобы углубить понимание того, что происходит, когда Земля встречает этот солнечный ветер.
Команда использовали компьютерное моделирование, чтобы моделировать движение струи плазмы, заряженных состояние вещества, состоящего из электронов и атомных ядер, которые составляют все звезды, включая наше Солнце. Многие космические события может произвести плазменных струй, от сравнительно небольших звездных отрыжку гигантские звездные взрывы, известные как сверхновые. Когда быстро движущиеся струи плазмы проходят через медленнее плазмы, которая существует в пустом пространстве, он создает то, что известно как столкновение-менее ударной волны.
Эти потрясения происходят также, как Земля движется сквозь солнечный ветер и может влиять, как ветер кружится в и вокруг магнитосферы Земли, защитный магнитный щит, который простирается в космос. Понимание плазме ударных волн может помочь ученым предсказывать космическую погоду, которая развивается, когда солнечный ветер превращается в магнитосфере и позволит исследователям оградить спутников, которые позволяют людям общаться по всему миру.
Моделирование показало некоторые явные признаки, указывающие, когда шок формируется, в том числе особенности шока, три этапа формирования ударной и явлений, которые можно было бы принять за шок. «Будучи в состоянии отличить один вид от другого явления, ученые могут быть уверены, что то, что они видят в эксперименте является то, что они хотят изучать в космосе,» сказал Дерек Шеффер, ассоциированный исследователь в Принстонском университете кафедры астрофизики, которые привели в данном законе О госзакупках исследовательской группы. Результаты были изложены в статье, опубликованной в физику плазмы, который следовал на предыдущие исследования сообщали здесь и здесь.
Плазменный потрясений, которые происходят в космосе, как те, которые создаются на Земле, путешествуя от солнечного ветра, напоминают ударные волны в атмосфере Земли со сверхзвуковой реактивный самолет. В обоих случаях, быстро движущихся материал встречах медленно или стационарный материал и должен быстро изменять свою скорость, создавая зону завихрения и водовороты и завихрения.
Но в пространстве, взаимодействия между быстрыми и медленными частицами плазмы происходит без частицы касаются друг друга. «Что-то еще должно быть это образование шоке, как плазма электрически частиц, притягивающих или отталкивающих друг друга», — сказал Шеффер. «В любом случае, механизм не полностью понят.»
Чтобы увеличить их понимание физики поведения плазмы в лабораторных экспериментах внимательно следить за условиями и измерить их точно. В отличие от измерения, сделанные космическим аппаратом не может быть легко повторен и образец лишь малую часть плазмы. Компьютерное моделирование поможет физикам интерпретировать лабораторные данные.
Сегодня большинство лабораторных плазменных ударов образуются с помощью механизма, известного как плазменный поршень. Для создания поршня, ученые светить лазером в маленькую мишень. Лазер вызывает небольшие количества целевой поверхности, нагреваются, становятся плазмы, и двигаться наружу через окружающих, медленно движущейся плазме.
Шеффер и его коллеги разработали свои моделирования, моделируя этот процесс. «Думать о валун посреди быстродвижущийся поток», сказал Шеффер. «Вода придет прямо перед валуном, но не дотянуться. Переходной области между быстрые движения и ноль [стоя] движение-это шок».
Результаты моделирования поможет физикам отличить астрофизической плазме ударной волны от других условий, которые возникают в лабораторных экспериментах. «В экспериментах с лазерной плазмой, вы можете наблюдать массу отопление и сжатия и думаю, что они являются признаками шок», — сказал Шеффер. «Но мы не знаем достаточно о начальных стадиях шока знали только из теории. Для этих видов лазерных экспериментах, мы должны выяснить, как определить разницу между шоком и просто расширение лазером-действие плазмы».
В будущем, исследователи стремятся сделать моделирование более реалистичным, добавляя больше детализации и увеличения плотности плазмы и температуры менее равномерным. Они также хотели бы проводить эксперименты, чтобы определить, является ли явления, предсказанные результаты моделирования, может на самом деле произойти в физическом аппарате. «Мы бы хотели поставить идеи, которые мы говорили в статье на испытания», — говорит Шеффер.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!