科學家可以更準確地預測太空天氣

一個國際天體物理學家團隊研究了地球磁尾中離子空洞的出現，並評估了它們對太空天氣的影響。他們發現離子空穴向區域性磁場傾斜傳播。這項研究的結果將有助於更好地理解近地等離子體的物理特性，它決定了近地空間和地球極地地區的空間天氣。

科學家將能夠更準確地預測太空天氣

研究結果

發表

在《地球物理研究快報》雜誌上。近地空間充滿了等離子體。它的行為會影響這個空間的天氣，也就是空間天氣。要預測它將如何變化，重要的是要知道等離子體中存在什麼樣的波以及它們的行為方式。科學家們有十幾種不同的波，其中一種是具有負極性的孤立波，或離子空穴。

直到最近，這種型別的波實際上還沒有被研究過，但是配備了更精確儀器的新一代衛星任務的發射使得進行詳細測量成為可能。今天，科學家們收集波浪統計資料，研究它們的主要引數，以瞭解這些波浪對太空天氣的重要性，以及如何建立一個模型來預測近地空間的天氣。

為了收集有關離子孔的統計資料，由加利福尼亞大學的福雷斯特·莫瑟教授領導的美國和俄羅斯研究人員使用了來自四顆太空衛星的資料。事實證明，在地球磁層的尾部，在它的夜晚，有許多這樣的波。等離子粒子的運動正是從這一側開始的，它們以例如極光的形式落在地球上，我們稱之為北方極光。所有四個磁層多尺度 （MMS） 任務航天器都在地球等離子體片中的快速等離子體流周圍觀察到 150 個離子孔。

研究人員面臨的任務是在 MMS 任務的相鄰車輛上記錄相同的波動，以計算其傳播速度和方向。透過將這些資料與磁場測量結果相結合，科學家們發現觀察到的波可以與磁場成很大的角度傳播。大傾斜角允許波有效地散射和加熱等離子體粒子。反過來，帶電粒子的流動有助於形成觀察到的波。

“獲得的資料和建議的解釋將允許對近地等離子體進行更詳細和更真實的模擬。未來，這將有助於更準確地預測外層空間和南北半球地球極地地區的天氣。高等經濟學院物理學，IKI RAS 空間等離子體物理系高階實驗室助理。

當科學家對基於熱核聚變的新能源產生興趣時，等離子體物理學的研究開始流行起來。這個過程在實驗室等離子體研究的基礎上研究了很長時間，直到發現地球周圍的空間不是空的，而是充滿了具有相似特性的等離子體。因此，除了昂貴的實驗室研究外，還決定使用太空衛星來研究近地空間的等離子體。

然而，在研究過程中，事實證明，對近地空間等離子體的研究有其自身的價值。近地天氣的變化會影響衛星。例如，太陽耀斑會使衛星上昂貴的裝置失效。要確定這是否會發生，必須瞭解近地等離子體的物理特性。因此，熱核物理學的一個分支成為了一個獨立的研究領域——空間天氣研究。

“研究近地等離子體使我們能夠更好地瞭解無法直接測量的遙遠且難以接近的天體物理物體的物理特性，例如衝擊波。衝擊波是快速膨脹的等離子云，其中有許多小波在不斷運動。其中有離子空穴。瞭解這些小波的行為非常重要，至少以近地等離子體為例。衝擊波是宇宙射線的主要來源之一，影響著地球的天氣和人們的健康，”謝爾蓋·卡馬萊迪諾夫說。