空间等离子体飓风可能会开发新的能源来源

欧洲足球赛事 注：由美国国家科学基金会资助的安柏瑞德航空航天大学的研究人员进行了一项新的研究，并首次发现太阳风穿过地球磁屏这道屏障，并沿着地球磁屏的延伸区域被加热的过程。该过程可能与天体物理学中尚未解决的日冕加热问题相似，同时也可能有助于理解人造等离子体设备中的跨尺度传输。

2011年，博士生Thomas W. Moore分析了从四个欧洲航天局航天器收集到的数据。当时该团队，包括博士后研究员Andrew Dimmock，创建了数值模拟来帮助理解航天器数据中的特征，并利用多个航天器的技术来识别等离子体波模式。16年来，这四颗卫星一直在调查地球的磁场环境及其三维空间中与太阳风的相互作用。

Nykyri说，“在太空中，地球磁垒边界处来自太阳的高速等离子体流（太阳风）形成大的“太空飓风”，称为叫开尔文—亥姆霍兹（KH）波。 KH波的波长通常在20,000—40,000km之间，周期为1—3分钟。当它们变陡像海浪一样卷起时，可以将太阳风等离子体带入磁层。”

KH波是我们星球融入较大的太阳系的直接结果。地球是一个巨大的磁体，其磁性可影响外部一个很大的圆形区域，该区域称为磁层。磁层会吹动太阳（太阳风）的恒流粒子——就像风吹拂海平面一样。在某些情形下，来自太阳的粒子和能量（等离子）可以打破磁层，越界进入近地空间。

Moore说，“这在等离子物理学中是一个重要的发现。我们对于跨尺度能量传递过程的理解逐渐达到了共识。虽然还没有达到真正让人高兴的时刻，但是，当意识到我们对各部分的研究其实是一个整体时，我们工作的意义就显现出来了。”

Nykyri说，“我们发现巨大的KH波能辐射离子大小的波或更小的“空间龙卷风”，这些波具有足够的能量将等离子体加热到具有我们所观察到的能量。这个过程将太阳风的动能转化为磁层离子的热能，从而解释了通过地球磁垒时温度迅速上升的现象。如果我们能在高密度实验室等离子体中通过构造合适的传输屏障从而有效地利用这种机制，就可以在水中产生能量。”

等离子体不是气体，液体或固体，而是物质的第四状态——一种温度足够高的气体，以至于其部分或全部组成原子分裂为电子和离子（带电的原子或分子），这些电子和离子可以独立地运动。据估计，可见宇宙的99.9％都是由等离子体组成的。

从技术上讲，该研究表明，安柏瑞德研究者已经首次描述了能量从磁流体动力规模的开尔文—亥姆霍兹（KH）等离子体波（波长36,000公里）传送到离子规模磁声波的过程，磁声波具有足够的磁通，从而可以解释磁套（震动的太阳风）进入磁层时温度升高的现象。将这一机制对应到典型的日冕参数中，可有助于解释日冕的加热以及在其他天体物理实验室中等离子体具有剪切速度的现象。

原文链接：Embry-Riddle Research on Space Plasma Hurricanes Could Lead to New Sources of Energy.

本文由编辑部杨超提供素材，王冰编译，点我加入材料人编辑部.