地球上的巨大磁场(涡旋蓝线)。 当地球通过太阳风（橙色区域）在其前面产生弓形激波（浅蓝色）。
地球以超声旋转太阳，并在太阳风中切断一条道路。 如果没有地球磁场的保护，从太阳外层发射的快速活粒子流或等离子体将击中地球大气。
就像一艘摩托艇在水面前形成一股巨浪，当地球穿过太阳风时，它会产生类似的效果。 科学家们试图解释地球磁场如何将强大的太阳风推向一侧以避免灾难。 他们知道一些答案已经存在很长时间了：弓形激流将太阳风能量转化为储存在电子和质子中的热量。 但是现在研究人员对这个过程有一个重要的新线索。
马里兰大学(UniversityofMarilanUniversity)领导的一项研究描述了地球弓形波中电子加热过程的第一次观测。 研究人员发现，当太阳风中的电子遭遇弓形波时，它们立即加速到高速，使电子流动不稳定和断裂。 破碎过程降低了电子的速度，并将能量转化为热量。 这些结果增加了科学家理解地球磁场及其保护地球免受有害粒子和辐射损害的能力。 这项研究发表在5月31日的“快宝”杂志上.
如果你站在山顶上，你可能会被风吹倒。 UMD天文学系的主要作者Li-Jenchen说。 幸运的是，当太阳风击中地球磁场时，弓形波减缓了太阳风，使它成为一个温暖而温暖的微风来保护我们。 我们现在对如何做到这一点有一个更好的想法。 。
科学家已经从NASA的磁层多尺度检测项目（MMS）中获得了数据。 MMS项目由四个相同的卫星组成。 这些卫星携带仪器，研究地球磁场和太阳风的相互作用。 这些卫星每30毫秒就能测量到数百次弓形激波层。 这项研究对MMS项目的这些高频精度测量至关重要。
MMS的快速测量结果显示了薄激波层的电子加热过程。 美国宇航局戈达德太空飞行中心高级项目科学家ThomasMoore说。 这是开创性的，因为我们现在有能力识别机制的效果，而不仅仅是观察它。 。
科学家们已经知道，弓形激波可以在一定程度上将电子能量转化为卡路里，而不需要电子之间的直接碰撞。 这意味着地球上的一种常见的加热方法-摩擦不适用于弓形波中的电子加热。
对弓形波中电子加速的新观测改写了对电子加热的当前理解。 美国宇航局Godad太空飞行中心研究员陈说。 例如，研究人员没有预料到弓形波会加速太阳风电子流的速度。 。
在MMS项目的早期阶段，卫星通常更接近地球周围的地球，因此它们经常错过弓形波。 然而，突如其来的太阳风把弓形波推到离地球更近的地方，这样卫星就能捕捉到稀有而详细的数据。 抓住这一优势，研究人员在遇到弓形激波时观察到弓形激波和太阳风电子流。 激波加速电子流在90毫秒后不稳定并完全断裂。
电子加热的研究不仅对理解弓形波如何保护地球具有重要的意义，而且对其他行星的探索也很重要。 通过给出弓形波中电子正在做的第一个清晰的图像。 Chen和她的合作伙伴希望鼓励其他科学家进行进一步的空间观察和实验室实验。 Chen还期待着进一步研究弓形激波加速电子流.
汇雷编辑：程建兰。
资料来源：HTPS：//wW.Sciencaily.com/Releases/2018/05/1805313134。
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