私たちの惑星は、太陽系の中心にある星から発せられる風に常に「浸され」ています。
太陽ヘリオスフィアのプラズマを構成する粒子は、移動するにつれて冷却されることがわかっています。 問題は、モデルが予測するよりもはるかにゆっくりと温度が下がることです。
「人々は1959年の発見以来、太陽風を研究してきましたが、このプラズマにはまだ完全には理解されていない多くの重要な特性があります」とウィスコンシン大学マディソン校の物理学者StasBoldyrevは言います。
「当初、研究者たちは、太陽風が太陽から遠ざかるにつれて非常に急速に冷えるはずだと信じていましたが、衛星測定によると、太陽風が地球に到達すると、その温度は予想の10倍になります。」
研究チームは、移動するプラズマを研究するために実験装置を使用しましたが、現在、この問題の答えは電子にあると考えています。
長い間、膨張プロセス自体は断熱法則に従うと信じられていました。つまり、熱エネルギーがシステムに追加されたり、システムから除去されたりすることはありません。 これにより、数値は素晴らしく単純になりますが、エネルギーが粒子の流れに出入りしていることを前提としています。
残念ながら、電子の旅は決して簡単ではありません。それは巨大な磁場のグリップに押し込まれています。 この混乱は、熱伝達の余地を十分に残します。
さらに複雑なことに、電子は質量が小さいため、太陽の大気から飛び出すときに重いイオンよりも速く、正に帯電した粒子の雲が残ります。
最終的に、2つの対向する電荷間の引力の増大は、飛んでいる電子の勢いを捕らえ、それらを元の線に引き戻します。そこで、磁場が再び経路を変更します。
Boldyrevと彼の同僚は、トラップされた電子の集団が、電子が熱エネルギーを分配する方法に重要な役割を果たし、典型的な粒子速度と温度分布を予測できない方法で変化させることを示唆しています。
この研究はPNASに掲載されました。
出典:写真:NASA
