极光形成的深层次原因 极光的形成原因是什么( 二 )


实验的难度主要表现在以下几个方面:一是并不是所有产生的阿尔文波都有用 , 需要反复研究和制造合适的电子发射天线 , 来产生具有足够振幅的阿尔文波 。二是需要非常灵敏的观测手段 , 在等离子体中 , 大约只有千分之一的电子 , 能够与阿尔文波发生相互作用 , 而且等离子体中被加速的电子速度太快 , 测量起来难度也非常大 。三是需要反复发射电子束 , 研究团队利用电磁测量和电子测量相结合的方式 , 每组实验需要进行6万多次 , 频率为1秒重启运行一次 , 即每组实验下来就得需要1天的时间 , 然后通过测量出的数据 , 来判断电子是否真的与阿尔文波一起运行 。

极光形成的深层次原因 极光的形成原因是什么

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最终 , 研究团队通过对实验装置、实验流程和监测手段进行不断地修改完善 , 利用了20多年的时间 , 才获得了比较完美和具有说服力的监测结果 , 证实了在阿尔文波的加速下 , 电子飙升到了足够高的能量 , 运行速度要比普通电子快出许多倍 。间接证明了这些被加速的电子 , 如果在极地高空移动 , 极有可能会激发出极光现象 。
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帕克太阳探测器将来的贡献利用阿尔文波 , 我们还可以解释关于太阳这颗“母星”的一些谜团 , 其中最重要的一个谜团就是为什么太阳的外层大气温度 , 要比它炽热的表面温度还要高?通过以往的监测 , 我们发现 , 在太阳的外层大气中 , 物质密度非常稀薄 , 只有太阳表面的万亿分之一 , 但是温度却达到了几百万摄氏度 , 这要比其表面的6000多摄氏度要高得多 。
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根据先前科学家们的推测 , 在太阳日冕扩大层的最外部与太阳表面之间 , 来回振荡着阿尔文波 , 而在扩大层的外缘 , 太阳风的速度要比阿尔文速度更快 , 阿尔文波无法“弹回”太阳表面 , 所在扩大层的外缘区域 , 等离子体会受到过度的“加热” , 从而引发温度“反常”的情况 。
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目前 , 帕克太阳探测器已经无限接近这片“加热区” , 有了帕克探测器 , 我们可以进行局部测量 , 来监测是什么样的过程导致了太阳风在这一区域的加速 , 也能够监测分析出哪些元素被“优先加热” 。届时 , 关于太阳这个最大的谜团 , 或许就会被我们所破解 。