旅行者太空船探测到新型的太阳电子爆发

2020-12-06 15:22:37

旅行者太空船在星际空间中旅行时仍在继续发现。在一项新的研究中,物理学家对旅行者号进行了报道。探测与太阳喷发有关的宇宙射线电子-超过140亿英里

在一项新的研究中,以爱荷华大学为首的一组物理学家报告说,首次发现了由太阳大爆发引起的冲击波加速的宇宙射线电子爆发。由旅行者1号和旅行者2号航天器上的仪器进行的探测是在旅行者继续穿越星际空间的过程中发生的,因此使他们成为第一个在星际空间中记录这种独特物理学的飞船。

这些新近探测到的电子脉冲就像是沿着星际介质中的磁场线加速的高级防护;电子以接近光速的速度传播,比最初推动它们的冲击波快约670倍。爆炸之后,是由低能电子到达航海家而引起的等离子波振荡。几天后才开始使用仪器-最终,在某些情况下,冲击波本身会持续长达一个月的时间。

冲击波是由日冕物质抛射,热气排出和能量以每小时约一百万英里的速度从太阳向外散发出的。即使以这样的速度,冲击波也要超过一年的时间才能到达旅行者号航天器。旅行者号航天器离太阳的距离(超过140亿英里,还在不断增加),比任何人造物体都要远。

< 34;我们在这里具体看到的是一种确定的机制,当冲击波第一次接触穿过航天器的星际磁场线时,它反射并加速了某些宇宙射线电子,"爱荷华州物理学和天文学名誉教授,该研究的通讯作者唐·古奈特(Don Gurnett)说。 "我们已经通过宇宙射线仪器确定了这些电子,这些电子被星际震动反射并加速,这些震动是由太阳高能太阳事件向外传播而来的。这是一种新机制。"

这一发现可以帮助物理学家更好地理解耀斑恒星(由于其表面上的剧烈活动而短暂改变亮度)和爆炸恒星产生的冲击波和宇宙辐射的动力。例如,在长时间的月球或火星游览中派遣宇航员时,必须考虑这些现象的物理性质,在此期间,他们将暴露于远远超过我们在地球上所经历的宇宙射线浓度下。

物理学家认为,星际介质中的这些电子会从冲击波边缘的增强磁场中反射出来,并随后通过冲击波的运动而加速。然后,反射的电子沿着星际磁场线旋转,并随着它们之间的距离和震动的增加而加快速度。

物理学家J.R. Jokipii和Jozsef Kota在2014年的《天体物理学快报》(Asastrosical Letters)杂志中发表论文,从理论上描述了如何沿星际磁场线加速从冲击波反射的离子。当前的研究着眼于旅行者号探测器探测到的电子爆炸,这些爆炸被认为是通过类似的过程加速的。

"冲击波加速粒子的想法并不新鲜,"古纳特说。 "一切都与它的工作原理有关。而且我们在一个新的领域-星际介质中检测到了它,这一事实与观察到类似过程的太阳风有很大不同。在全新的原始介质中,没人能看到星际冲击波。

材料由爱荷华大学提供。注意:可以编辑内容的样式和长度。

D.A.Gurnett,W.S.Kurth,E.C.Stone,A.C.Cummings,B.Heikkila,N.Lal,S.M.Krimigis,R.B.Decker,N.F.Ness,L.F.Burlaga。太阳起源星际冲击的前震模型:旅行者1和2观测。天文杂志,2020年; 161(1):11 DOI:10.3847 / 1538-3881 / abc337

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