新模型在天体物理等离子体中的湍流揭示了光线

磁性重建是一个复杂的现象，核科学和工程副教授和麻省理工学院的物理学副教授一直在学习十多年。为了解释这个过程，他给出了一个良好的例子：“如果您观看太阳耀斑的视频”当它向外拱起时，然后折叠回太阳的表面，“这是动作的磁性重新连接。在太阳表面上发生的事情会导致爆炸性的能量释放。“Loureo对这种磁性重新连接过程的理解为新分析提供了基础，现在可以解释等离子体中的湍流的一些方面。图像：美国宇航局

等离子体，离子和电子的气体收集，估计宇宙中可见物质的99％，包括太阳，恒星和渗透之间的空间的气态介质。这些等离子体中的大多数，包括太阳风，不断地从太阳中流出并扫过太阳系，存在于湍流状态。这种湍流如何工作仍然是一个谜;它是等离子物理学中最动态的研究领域之一。

现在，两位研究人员提出了一种新模型来解释这些动态湍流过程。

核科学与工程副教授和麦迪逊大学威斯康星大学威斯康星州的物理学副教授，核科学和工程副教授的调查结果在麦迪逊报道。本文是今年系列中的第三个，解释了这些带电粒子的湍流系列的关键方面。

“天然存在的空间和天体物理环境中的天然存在的等离子体被磁场拧下并且存在于湍流状态，”Loureiro说。“也就是说，他们的结构在所有尺度上都有高度混乱：如果您放大越来越紧密地在构成这些材料的Wisps和Eddies中，您将在每一个尺寸水平上看到类似的无序结构的迹象。“而湍流是一种常见的并且广泛研究的各种流体中发生的现象，而在等离子体中发生的湍流是由于电流和磁场的增加因子更难以预测。

“磁化等离子体湍流是令人着迷的复杂性和显着挑战性，”他说。

麻省理工学院学生丹尼尔格鲁西列尔展示的模拟。

磁性重新连接是一种复杂的现象，即卢其罗已经详细研究了十多年。为了解释这个过程，他给出了一个良好的例子：“如果您观看太阳耀斑的视频”当它向外拱起时，然后折叠回太阳的表面，“这是动作的磁性重新连接。在太阳表面上发生的事情会导致爆炸性的能量释放。“Loureo对这种磁性重新连接过程的理解为新分析提供了基础，现在可以解释等离子体中的湍流的一些方面。

Loureo和Bellyrev发现，磁重组必须在等离子体湍流的动态中发挥至关重要的作用，他们说的洞察力，他们说从根本上改变了对空间和天体物理等离子体的动态和性质的理解，“确实是人们如何思考的概念转变湍流，“Loureiro说。

关于等离子体湍流的动态的现有假设“可以正确预测观察到的某些方面，”他说，但它们“导致不一致”。

Loureiro在血浆湍流领先的领先理论家上与Boldyrev一起工作，并且通过基本上合并了湍流和磁性重建的现有理论描述，“我们可以解决这两位。”结果，“湍流的图片在概念上被修改，并导致结果更与监控太阳风的卫星观察到的结果更密切地匹配，以及许多数值模拟。”

Loureo Hastens可以添加这些结果不证明该模型是正确的，而是表明它与现有数据一致。“肯定需要进一步的研究，”Loureiro说。“该理论做出了具体，可测量的预测，但这些难以检查当前的模拟和观察。”

他补充说，“理论是非常普遍的，这增加了直接测试的可能性。”例如，有些希望是明年推出的新航空航天局使命，该帕克太阳能探测器，并将观察太阳的电晕（太阳周围的差距，只能在地球上可见Eclipse）可以提供所需的证据。卢提罗探讨，将比以前的任何宇宙飞船更接近太阳，它应该为到目前为止的电晕中的湍流提供最准确的数据。

Loureiro说：收集这些信息非常值得努力：“湍流在各种天体物理现象中发挥着关键作用，”包括通过发电机效应产生磁场的行星核和恒星的物质流动，在诸如黑洞的大规模中央物体上的吸积块中的材料运输，恒星冠状动脉和风的加热（气体不断地吹走恒星表面），以及在填充星形之间的巨大空间的星际介质中产生结构的产生。“坚实地了解湍流如何在等离子体中工作是解决这些长期问题的关键”，“他说。

“这项重要的研究代表了对磁化量动荡的更深层次的Photonaledresence的重要一步，”科罗拉多大学的物理学副教授Dmitri Uzdensky说，他们没有参与这项工作。“含两种无处不在的血浆过程中的深度联系和相互作用 - 磁性流动动力湍流和磁重新重构 - 这分析了我们的理论图像的湍流等离子体运动如何从大小到小鳞片级联。”

他补充说，“这项工作在上一届开创性研究上发布了这一成立的研究，今年的这位阿德拉斯尔尔将其延伸到Abroaderrallalmm的碰撞等离子体。这使得在本质上发现了更逼真的理论二一步。与此同时，本文引领科学矛盾，从而开启了新的研究方向，Hencipliming在空间物理和血浆天体物理学中的未来研究工作。“

该研究得到了国家科学基金会和美国能源部的职业奖项支持，通过基本血浆科学和工程的伙伴关系。

出版物：Nuno F. Loureiro，等，“磁力学动力学和动力学湍流的碰撞重新连接，2017年的APJ; DOI：10.3847 / 1538-4357 / AA9754