科学家衡量磁性的能量转移

显示ASA的集群使命（上）和美国宇航局的磁性Mission（底部）飞行通过地球的磁性，太阳风和地球周围的磁性影片之间的高度动荡的边界地区的航天器。ESA（背景和集群航天器）;美国宇航局（题材航天器）

科学家们估计了从磁性晶圈内部的大鳞片转移到小鳞片的能量，太阳风和保护我们的行星之间的磁气泡之间的压差。基于ESA集群和美国宇航局的主题任务收集的数据几年来，该研究表明，湍流是关键，使这个过程比太阳风更有效地百倍。

太阳能系统的行星包括我们的地球，在太阳风中沐浴在太阳风中，这是由太阳无情地释放的高性能的超声波流量。我们的星球和其他一些人在这种全普遍的颗粒流中脱颖而出：这些是具有自己磁场的行星，因此代表太阳风的扫掠力的障碍。

它是地球磁场与太阳风之间的相互作用，从而产生了磁层的复杂结构，这是一种保护泡沫从绝大多数太阳风粒子屏蔽我们的地球。

到目前为止，科学家们已经达到了对太阳能等离子体和磁层中发生的物理过程的相当良好的理解。然而，许多重要方面仍然缺少关于这两个环境之间的相互作用以及将它们分开的高度湍流区域，称为磁性，在那里怀疑大多数有趣的动作发生。

“要了解能源如何从太阳风转移到磁影，我们需要了解磁性散，”灰色区域“中的内容，”乌普萨拉的瑞典空间物理研究所“莱纳·佐芙·哈迪德说瑞典。

LINA是一项新研究的主要作者，这是第一次定量磁晶圈中的湍流的作用。结果今天在物理审查信中发布。

“在太阳风中，我们知道湍流有助于从大量数十万千公里到较小的一公里尺度的能量耗散，等离子体颗粒被加热并加速到更高的能量，”解释说：来自法国血浆物理实验室的Sahraoui。

“我们怀疑一个类似的机制也必须在磁石，但我们直到现在，我们不能在现在，”他补充道。

在湍流等离子体中的能量级联。

磁性灰质等离子体更湍流，家庭更大程度地是密度波动，并且可以压缩到比太阳风更高的程度。因此，它基本上更复杂，科学家们近年来只开发了研究这种环境中发生的物理过程的理论框架。

Lina，Fouad及其合作者通过2007年至2011年间的大量数据，由ESA集群的四个航天器和美国宇航局的主题任务的五个航天器中的两个航天器，通过地球磁环境飞行。

当他们将最近开发的理论工具应用于他们的数据样本时，他们就会出现一个大惊喜。

“我们发现，磁性气垫内的湍流引起的密度和磁波动放大了在太阳风中观察到的至少一百次从大到小尺度的能量级联的速率，”林纳解释道。

新的研究表明，在地球磁环境下，每立方米每立方米转移大约10-13千的能量。

“我们预计可压缩湍流会对磁性灰质等离子体的能量转移产生影响，但并非如此重要，”她补充道。

此外，科学家们能够推导出一种与用于研究流体运动的第四种量的磁性晶圈中的能量在磁性晶圈中消散的速率的经验相关性，用于研究流体的运动，所谓的湍流马赫数。以奥地利物理学家塞姆斯特马克命名，它量化了在该流体中的声音速度的流动中的波动速度，指示流是亚音速还是超音速。

虽然能量转移率棘手棘手以确定除了使用原位测量的空间探针时，如群集航天器在地球周围取样等离子体，但可以使用远程观察超越超出领域的各种天体物理等离子体的远程观察来更容易地估计Mach数量我们的星球。

“如果这一实证关系转变为普遍，探索无法用航天器直接探测的宇宙等离子体是非常有用的，例如遍布银河系和其他星系的星际媒体，”Fouad说。“

科学家们期待着比较他们的结果，通过围绕其他太阳系行星的等离子体的测量结果，例如使用NASA的Juno Mission，目前在木星和ESA的未来木星冰冷的Moons Explorer，以及联合ESA- JAXA BEPICOLOMBO使命达到今年晚些时候推出的汞。

“这是一个非常令人兴奋的是，基于几年的集群数据的一项研究发现了解决血浆物理中主要，长期未解决的问题的关键，”ESA集群项目科学家菲律宾Escoubet说。

出版物：L.Z. Hadid等人，“地球磁性气岩中的”可压缩磁力流体动力学湍流：使用原位航天器数据估计能源级联率，“物理评论信，2018; DOI：10.1103 / physrevlett.120.055102