【发现创新】日冕物质抛射之间碰撞可能是超弹性碰撞

日冕物质抛射之间碰撞可能是超弹性碰撞

新发现对保障航空航天安全具重要意义
   

    作者：杨保国 记者吴长锋

    中国科技大学地球和空间科学学院、中科院近地空间环境重点实验室汪毓明教授领导的日地物理研究组与在美科学家合作，利用美国国家航空航天局的日地关系观测卫星（STEREO）的数据，首次发现行星际空间中最大的等离子体团——日冕物质抛射之间的碰撞可能是超弹性碰撞。国际著名学术期刊《自然-物理》10月7日在线发表了这一研究成果。

    日冕物质抛射，是太阳大气中最剧烈的爆发现象之一，其速度可高达每秒数千公里，携带的能量相当于数亿颗大型原子弹同时爆炸产生的能量，是灾害性空间天气事件的最重要的驱动源。在太阳活动峰年期间，平均每天有4—5次日冕物质抛射。通常情况下，固体之间的碰撞处在完全弹性和完全非弹性之间，碰撞之后，系统的总动能保持不变或减少。而对于液体和气体，它们之间的碰撞则是扩散和相互渗透的过程。日冕物质抛射是气体状态，它们之间的碰撞是否跟普通气体一样？中国科大申成龙和汪毓明等人通过对STEREO卫星观测到的一次日冕物质抛射碰撞事件的细致分析，发现日冕物质抛射之间的碰撞类似于弹性球之间的碰撞，在碰撞过程中，它们的方向和速度发生了明显的改变。而令人惊奇的是，碰撞之后系统总动能增加了7%，碰撞过程的弹性系数达到5.4，明显高于完全弹性碰撞的系数1。该研究表明，通过碰撞挤压，日冕物质抛射内部的热能和磁能会被进一步激发转换成动能。

    该研究首次发现了日冕物质抛射之间的超弹性碰撞现象，对磁化等离子体团的碰撞过程、日冕物质抛射的动力学研究，以及对建立更为准确的空间天气预报模式以保障航空航天安全等具有重要意义。