Ученые из Университета Аризоны, Университета Айовы и лондонского Университета Королевы Марии провели исследование с использованием данных аппарата NASA Magnetospheric Multi-Scale (MMS). Они применили метод корреляции поля и частиц, впервые проведя прямое наблюдение передачи энергии от хаотичных электромагнитных волн к частицам плазмы, которые составляют солнечный ветер.
Авторы исследования, опубликованного в Nature Communications, показали, что процесс, известный как затухание Ландау, отвечает за передачу энергии от электромагнитных турбулентных возмущений к электронам в солнечном ветре, вызывая их возбуждение. Частицы солнечной плазмы подобно серферам на волнах получают энергию от электромагнитного излучения, вызывая затухание волны при этом. В простейших ситуациях процесс измерялся и ранее, однако не было известно, сможет ли он работать в высокотурбулентной и сложной плазме, которой очень много в космосе.
Это состояние вещества является, пожалуй, наиболее распространенным в видимой материи и часто имеет более высокие температуры, чем ожидалось. Например, солнечная корона гораздо горячее поверхности Солнца. И это одна из наибольших загадок. Данное исследование приоткрывает завесу тайны. Как поможет понять и механизм разогрева плазмы в межзвездной среде и вокруг черных дыр. Аппарат MMS непосредственно занимается детальным изучением солнечного ветра и электромагнитных полей, поэтому позволил провести такие наблюдения.
- Плазма – самая распространенная форма видимой материи во Вселенной, она часто находится в очень динамичном и явно хаотичном состоянии, известном как турбулентность, - сказал ведущий автор исследования Кристофер Чен. – Эта турбулентность передает энергию частицам в плазме, что приводит к ее нагреву и возбуждению. Такой механизм должен быть очень распространен во Вселенной. Мы впервые напрямую его измерили и проверили новую методику анализа, которая может применяться в дальнейшем во многих исследованиях.
- В процессе затухания Ландау электромагнитное поле, проходящее через плазму, может ускорять заряженные частицы, которые движутся с определенной скоростью вместе с волной, - сказал профессор Грег Хоуз из Университета Айовы. – Это первое успешное применение метода корреляции поля и частиц. Оно обещает ответить на давние фундаментальные вопросы о поведении и эволюции космической плазмы.
Источник: vk.com