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实验室科研人员研究表明行星际阿尔芬扰动存在新的扰动源

2016年07月11日 星期一 11:50:28

自从上个世纪60年代开始,科学家们就在0.3~20 AU(日地距离)间的太阳风观测中证实了阿尔芬扰动的广泛存在。一般认为,行星际阿尔芬扰动起源于太阳表面并沿着太阳磁场向外传播。随着研究的逐步深入,人们发现太阳风阿尔芬度随日心距而下降,其成因还是不解之谜。有理论推测行星际阿尔芬扰动还存在其他的产生源,其产生的向太阳传播的阿尔芬扰动与太阳表面产生的向外阿尔芬扰动相互作用,加热太阳风等离子体,从而导致该现象。然而,除了北京大学太阳风湍流研究团队在1 AU附近发现的一些事例以外,尚无关于向太阳传播阿尔芬扰动的报道。

最近,空间天气学国家重点实验室的李晖和王赤认为传统的行星际阿尔芬扰动诊断方法存在误差,会导致一些高纯度的阿尔芬扰动被遗漏,并提出了一种不依赖背景磁场和deHoffman-Teller坐标系的新方法,可以有效识别行星际阿尔芬扰动并确定其频率特征。在此新方法的基础上,他们与麻省理工学院的John W. Belcher & John D. Richardson教授、北京大学的何建森教授展开合作研究,利用Voyager 2和Wind卫星的观测数据重新诊断了1~6 AU间的阿尔芬扰动,发现:1)内日球层中存在可观数量的向太阳传播的阿尔芬扰动,其比例约占普通阿尔芬扰动的3.5%;2)普通阿尔芬扰动的发生率随着日心距的增加而减小,但向太阳传播的阿尔芬扰动所占的比例却逐渐增加,从1 AU处的2.7%增加至5.5 AU处的8.7%。该项研究成果有力地证实了行星际阿尔芬扰动存在除太阳之外的产生源,为了解向太阳传播的阿尔芬扰动的统计特性以及产生机制提供了新的线索,发表在本领域著名的学术期刊The Astrophysical Journal Letters上。

文章列表及链接:

1. Li, H., C. Wang, J. W. Belcher, et al., Sunward-Propagating Alfvénic Fluctuations Observed In The Heliosphere, 2016, ApJL, 824, 1, L2.

http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8205/824/1/L2

2. Li. H., C. Wang, J. K. Chao, et al., A New Approach To Identify Interplanetary Alfvén Waves And To Obtain Their Frequency Properties, 2016, JGR, 121, 42.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015JA021749/abstract



图1. 2.38 AU处的一个向太阳传播的行星际阿尔芬扰动事例

图2. 向太阳传播的阿尔芬扰动的比例随日心距的变化

 

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