亚秒级! 地球电磁波与等离子体的相互作用领域的可视化!-betway88客户端_betway手机客户端_必威体育app下载

博科园:本文为地球科学类

研讨人员运用科学卫星Arase研讨了高能电子与地球周围风起苍岚漫画空间中演化的大合唱波之间波粒彼此作用,一起运用地上全球观测网络研讨了瞬态极光。研讨可视化了波粒彼此作用区域freeblade在亚秒级上的非对称空间开展。期望经过树立空间电磁环境的风险图,为安全探究空间作出贡献。众所周知,在地球周围的空间(地球停止轨迹高度以上的空间,称为地球空间),存在着被捕获的带电粒子范艾伦带,这些带电粒子或许会影响商业卫星服务,人们忧虑宇航员或许会暴露在这些带电粒子中,例如在载人登月使命中。已知地球范艾伦带中的高能电子是由磁层中演化出的电磁波与高能电子共振彼此作用而发作,这种民国之战争贩子现象称为齐声波粒彼此作用。

博科园-科学科普:大合唱波-粒子彼此作用使电子加快到相对论能量,也使高能电子沿地磁场线从磁层沉积到地球大气中,然后引起特别类型的极光。此外,高能电子沿country地磁场线gti沉降到地球failed大气中,不只发作极光,并且改动大气成分。因而,研讨磁气圈和声波-粒子彼此作用发作的当地,应该为磁气圈的电磁环境及其对地球大气层的影关节炎的症状响提供线索。50多年来,这一范畴一向遭到世界社会的重视。但是由于单包合唱波的继续时刻不到一秒,并且由于运用有限数量的科学卫星简直不或许对巨大的磁层进行研讨,因而对磁层空间开展,特别是磁层的学硕和专硕的差异空间开展知之甚少。运用研讨范艾伦带和地球空间风暴动力学的科学卫星阿拉斯,研讨小组不只一起捕获孕妈妈照了磁层中的大合唱波包

  • (图1)运用科学卫星Arase和地上观测网络PWING进行和谐观测的示意图。经过科学卫星Arase在磁层中的具体观测,以及从地上沿地磁场线观测极光,能够研讨和捕捉波粒彼此作用发作区域的空间散布。图片:(c) JAXA

还一起捕获了距阿拉斯3万公里的大合唱波粒彼此作彳亍亚秒级! 地球电磁波与等离子体的彼此作用范畴的可视化!-betway88客户端_betway手机客户端_必威体育app下载 用发作的几百毫秒瞬间极光。为了一起捕获彼此相关的极光和声波粒彼此作用,需要在适宜的轨迹上设置一颗科学卫星,并树立地上观测网络,完成与卫捣蛋猪3选关版星的共轭观测。研讨小组在Arase卫星上开发了世界领先的电磁波丈量体系,并树立了PWING(运用地上网络观测研讨磁层内部粒子和波的动态改变),沿着简直相同的地磁纬度纵向掩盖整亚秒级! 地球电磁波与等离子体的彼此作用范畴的可视化!-betway88客户端_betway手机客户端_必威体育app下载 个地球(但主要是在北半球)。研讨小组前静川奈往各个PWING世界地上基地装置新的高灵敏度相机和其他仪器。因而,Arase卫星能够捕捉到孔垂远合唱波的细节,也能够在任何经度和任何时刻捕捉到相关的极光(图1),这使得同步观测具有高时刻分辨率(10毫秒)。

  • (图2)由科学卫星Arase观测到的继续数百毫秒的合唱波与美国阿拉斯加Gakona观测到一道亮光极光的一对一对融应。图片:Kanazawa University

在PWING世界基地之一的性感蕾丝阿拉斯加亚秒级! 地球电磁波与等离子体的彼此作用范畴的可视化!-betway88客户端_betway手机客户端_必威体育app下载 Gakona观测到沿地磁力线与Arase卫星相连的闪电极光,呈现出数百毫秒级的空间和强度改变,与磁层中的合唱波空间改变相对应(图2)。这一观测成果标明,闪电极光能够成为随同合唱波的迁安天气预报波粒彼此作用区域的空间开展显现。地上捕捉到的极光武界神刀强度和空间改变使波粒彼此作用区域细节可视化,这是科学卫星点观测所不能捕捉到的。观测成果初次证明了地磁亚秒级! 地球电磁波与等离子体的彼此作用范畴的可视化!-betway88客户端_betway手机客户端_必威体育app下载 南北不对称性。观测到的改变不只经过电磁波和电子的有用共振(可观测到极光强度随时刻的改变)亚秒级! 地球电磁波与等离子体的彼此作用范畴的可视化!-betway88客户端_betway手机客户端_必威体育app下载 显现出沿地磁场线的空间演化,并且经过地磁场线(可观测到极光形状的空间改变)显现出空间演化。该观测还标明,高能电子在数百毫秒内敏捷沉降到大气中,这或许导致大气成分的改变。

  • (图3)强度改变1个像素表明沿地磁力线的时刻改变,形状改变陈曦表明沿地磁力线的空间改变。图片:Kanazawa University

本研讨报告了曾经不知道的波粒彼此作用区域跨过地磁场线的空间演化。运用科学卫星和地上观测网络进行剖析。在未来,经过对很多亮光极光的剖析,能够提醒更多的一般性质的特征。亚秒级! 地球电磁波与等离子体的彼此作用范畴的可视化!-betway88客户端_betway手机客户端_必威体育app下载 但是,用惯例的视觉观测来剖析非常大的数据集或许仙界传说会有困难,由于现在发现,这种显现波粒亚秒级! 地球电磁波与等离子体的彼此作用范畴的可视化!-betway88客户端_betway手机客户端_必威体育app下载 彼此作用区域空间开展细节的特别极光继续时刻只要几百毫秒。但是,研讨小组运用人工智能(AI)处理了这个问题。运用人工智能技术,应该能够制作磁层电磁环境的损害图,这将有助于安全和安全的空间探究。众所周知,合唱波粒彼此作用发作在其他磁化行星上。Mio于2018年发射科学使命,研讨水星磁场。它装备了一套由该小组开发的电磁波丈量体系。

博科园-科学科普|研讨/来自: 日本金泽大学

参阅期刊文献:《Nature Communications》

DOI: 10.1038/s41467-018-07996-z

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