(NASA/SDO) 우리 행성은 태양계의 중심에 있는 맹렬한 구체에서 불어오는 바람에 끊임없이 둘러싸여 있습니다. 그러나 태양 자체가 엄청나게 뜨거워도 태양풍이 지구에 도달하면 더 뜨거운 그들이 그래야 하는 것보다 - 그리고 우리는 마침내 그 이유를 알게 될 것입니다.
우리는 태양의 태양권 플라즈마를 구성하는 입자들이 퍼져 나가면서 냉각된다는 것을 알고 있습니다. 문제는 그들이 그렇게 하는 데 시간이 많이 걸리는 것처럼 보이며, 모델이 예측하는 것보다 훨씬 느리게 온도가 떨어지는 것입니다.
'사람들은 1959년에 태양풍이 발견된 이후로 태양풍에 대해 연구해 왔지만 이 플라즈마의 중요한 특성은 아직 잘 이해되지 않고 있습니다.' 말한다 위스콘신-매디슨 대학의 물리학자 Stas Boldyrev.
'처음에 연구자들은 태양풍이 태양으로부터 팽창하면서 매우 빠르게 냉각되어야 한다고 생각했지만, 위성 측정에 따르면 태양풍이 지구에 도달하면 온도가 예상보다 10배 더 높아집니다.'
연구팀은 실험실 장비를 사용하여 움직이는 플라즈마를 연구했으며 이제 문제의 답은 태양의 손아귀에서 벗어날 수 없는 갇힌 전자 바다에 있다고 생각합니다.
확장 과정 자체는 오랫동안 단열 법칙, 단순히 열 에너지가 시스템에서 추가되거나 제거되지 않는다는 것을 의미하는 용어입니다. 이것은 숫자를 훌륭하고 단순하게 유지하지만 에너지가 입자의 흐름에 들어오거나 나가는 곳이 없다고 가정합니다.
불행히도, 전자의 여행은 지옥에서 온 롤러코스터와 같은 광대한 자기장의 영향을 받아 이리저리 휘젓는 단순한 것이 아닙니다. 이 혼돈은 열이 앞뒤로 전달될 수 있는 충분한 기회를 남깁니다.
문제를 더욱 복잡하게 만드는 것은, 작은 질량 덕분에 전자가 태양 대기에서 방출될 때 무거운 이온보다 더 나은 출발을 하고, 그 결과 대부분의 양의 입자 구름을 남긴다는 것입니다.
결국 서로 반대되는 두 전하 사이의 인력 증가는 날아다니는 전자의 관성을 인계하여 자기장이 다시 한 번 경로를 혼란스럽게 만드는 출발선으로 다시 끌어당깁니다.
'이러한 복귀전자는 반사되어 태양으로부터 멀어지지만, 다시 태양의 인력으로 인해 탈출할 수 없다' 말한다 대담한 여우.
'그래서 그들의 운명은 앞뒤로 튕겨져 소위 갇힌 전자(trapped electrons)라고 불리는 많은 개체군을 만드는 것입니다.'
Boldyrev와 그의 동료들은 플라스마를 연구하는 데 일반적으로 사용되는 장치 내에서 유사한 전자 탁구 게임을 자신의 실험실에서 인식했습니다. 거울 기계 .
선형 융합 반응기 또는 '거울 기계'. (캐리 포레스트)
미러 머신에는 실제로 미러가 포함되어 있지 않습니다. 적어도 친숙한 반짝이는 종류는 아닙니다. 자기 거울 또는 자기 트랩이라고도 하는 이 선형 융합 장치는 양쪽 끝에 병목 현상이 있는 긴 튜브에 불과합니다.
그들의 반사 특성은 병을 통과하는 플라즈마 스트림이 양쪽 끝에서 꼬집어 생성되어 스트림 내의 입자가 내부로 다시 반사되는 방식으로 주변 자기장을 변경합니다.
'그러나 일부 입자는 탈출할 수 있으며, 탈출할 때 병 외부의 확장 자기장 라인을 따라 흐릅니다.'라고 Boldyrev는 말했습니다. 말한다 .
물리학자들은 이 플라즈마를 매우 뜨겁게 유지하기를 원하기 때문에 병을 빠져나가는 전자의 온도가 이 구멍 외부에서 어떻게 떨어지는지 알아내고자 합니다.
또는 당신이 Boldyrev와 그의 팀이라면 누출된 전자를 연구하여 우리 자신의 태양풍에 무슨 일이 일어나고 있는지 더 잘 이해할 수 있습니다.
그와 그의 동료들은 요요 현상이 전자가 열 에너지를 분배하는 방식에 중요한 역할을 하고 입자 속도와 온도의 전형적인 분포를 예측 가능한 방식으로 변화시키는 갇힌 전자의 집단을 제안합니다.
'우리의 결과는 태양풍의 온도 프로파일 측정과 매우 잘 일치하며 전자 온도가 거리에 따라 왜 그렇게 천천히 감소하는지 설명할 수 있습니다.' 말한다 대담한 여우.
거울 기계의 형상과 우리가 우주에서 보는 것과 잘 일치하는 것을 찾는 것은 이런 식으로 연구할 가치가 있는 다른 태양 현상이 있을 수 있음을 시사합니다.
이 연구는 PNAS .