Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Туманность Лагуна - это большое облако частично ионизированного газа с низкой плотностью. [1]

Астрофизическая плазма - это плазма за пределами Солнечной системы . Он изучается как часть астрофизики и обычно наблюдается в космосе. [2] Согласно общепринятому мнению ученых, большая часть барионной материи во Вселенной находится в этом состоянии. [3]

Когда вещество становится достаточно горячим и энергичным, оно ионизируется и образует плазму. Этот процесс разбивает материю на составляющие ее частицы, которые включают отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные ионы . [4] Эти электрически заряженные частицы восприимчивы к воздействию местных электромагнитных полей . Это включает в себя сильные поля , генерируемые с помощью звезд и слабых полей , которые существуют в формировании звездных областей , в межзвездном пространстве, а в межгалактическом пространстве. [5] Точно так же электрические поля наблюдаются в некоторых звездных астрофизических явлениях, но они несущественны в газовых средах с очень низкой плотностью.

Астрофизическая плазма часто отличается от космической плазмы , которая обычно относится к плазме Солнца , солнечному ветру , ионосферам и магнитосферам Земли и других планет. [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12]

Наблюдение и изучение астрофизической плазмы [ править ]

Плазма в звездах может как генерировать магнитные поля , так и взаимодействовать с ними , что приводит к множеству динамических астрофизических явлений. Эти явления иногда наблюдаются в спектрах из-за эффекта Зеемана . На другие формы астрофизической плазмы могут влиять уже существующие слабые магнитные поля, взаимодействие которых может быть определено только непосредственно поляриметрией или другими косвенными методами. [5] В частности, межгалактическая среда , межзвездная среда , межпланетная среда и солнечные ветры состоят из диффузной плазмы.

Астрофизическая плазма также может быть изучена различными способами, поскольку она излучает электромагнитное излучение в широком диапазоне электромагнитного спектра . Поскольку астрофизическая плазма обычно горячая, электроны в плазме непрерывно испускают рентгеновские лучи в процессе, называемом тормозным излучением . Это излучение может быть обнаружено с помощью рентгеновских телескопов, расположенных в верхних слоях атмосферы или в космосе. Астрофизическая плазма также излучает радиоволны и гамма-лучи. [ необходима цитата ]

Возможные связанные явления [ править ]

Ученые интересуются активными ядрами галактик, потому что такая астрофизическая плазма может быть напрямую связана с плазмой, изучаемой в лабораториях. [13] Многие из этих явлений, по-видимому, демонстрируют множество сложных магнитогидродинамических характеристик, таких как турбулентность и нестабильность . [2] Хотя эти явления могут происходить в астрономических масштабах размером с ядро ​​галактики, многие астрофизики предполагают, что они не связаны с плазменными эффектами, а вызваны материей, поглощаемой сверхмассивными черными дырами. [ необходима цитата ]

В космологии Большого взрыва вся Вселенная до рекомбинации находилась в состоянии плазмы . [ необходима цитата ] Впоследствии большая часть Вселенной повторно ионизировалась после образования первых квазаров . [ необходима цитата ]

Изучение астрофизической плазмы является частью основной академической астрофизики. Хотя плазменные процессы являются частью стандартной космологической модели, современные теории показывают, что они могут играть лишь незначительную роль в формировании самых крупных структур, таких как пустоты , скопления галактик и сверхскопления . [ необходима цитата ]

Ранняя история [ править ]

Норвежский исследователь и физик Кристиан Биркеланд предсказал, что космос заполнен плазмой . Он писал в 1913 году:

Представляется естественным следствием нашей точки зрения предположение, что все пространство заполнено электронами и летающими электрическими ионами всех видов. Мы предположили, что каждая звездная система в процессе своей эволюции выбрасывает в космос электрические корпускулы.

Биркеланд предположил, что большая часть массы Вселенной должна находиться в «пустом» пространстве. [14]

В 1937 году физик плазмы Ханнес Альфвен утверждал, что если плазма пронизывает Вселенную, то она может генерировать галактическое магнитное поле. В 1940-х и 1950-х годах Альфвен разработал магнитогидродинамику, которая позволяет моделировать плазму как волны в жидкости. За эту разработку Альфвен получил Нобелевскую премию по физике 1970 года . Позднее Альфвен предложил это как возможное основание космологии плазмы , хотя эта теория подверглась тщательной проверке. [ необходима цитата ]

См. Также [ править ]

  • Список статей по физике плазмы

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Скрытый просмотр сокровищницы обзорного телескопа" . Пресс-релиз ESO . Проверено 23 января 2014 года .
  2. ^ a b «Исследование проливает свет на турбулентность в астрофизической плазме: теоретический анализ открывает новые механизмы турбулентности плазмы» . MIT News . Проверено 20 февраля 2018 .
  3. ^ Chiuderi, C .; Велли, М. (2015). Основы плазменной астрофизики . Основы плазменной астрофизики . п. 17. Bibcode : 2015bps..book ..... C . ISBN 978-88-470-5280-2.
  4. ^ IUPAC , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн исправленная версия: (2006–) « Ионизация ». DOI : 10,1351 / goldbook.I03183
  5. ^ a b Лазарян А., Болдырев С., Форест К., Сарфф П. (2009). «Понимание роли магнитных полей: галактическая перспектива». Astro2010: Десятилетний обзор астрономии и астрофизики . 2010 : 175. arXiv : 0902.3618 . Bibcode : 2009astro2010S.175L .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  6. ^ "Учебник космической физики" . 2006-11-26. Архивировано из оригинала 18 декабря 2008 года . Проверено 23 февраля 2018 .
  7. ^ "Центр солнечной физики и космической плазмы (SP 2 RC)" . MIT News . Проверено 23 февраля 2018 .
  8. ^ Оуэнс, Мэтью Дж .; Форсайт, Роберт Дж. (2003). «Магнитное поле гелиосферы». Живые обзоры по солнечной физике . 10 (1): 5. arXiv : 1002.2934 . Bibcode : 2013LRSP ... 10 .... 5O . DOI : 10.12942 / lrsp-2013-5 . ISSN 2367-3648 . S2CID 122870891 .  
  9. ^ Надь, Эндрю Ф .; Балог, Андре; Томас Э. Кравенс; Мендилло, Майкл; Мюллер-Вударг, Инго (2008).Сравнительная аэрономия. Springer. С. 1–2. ISBN 978-0-387-87824-9.
  10. ^ Рэтклифф, Джон Эшворт (1972). Введение в ионосферу и магнитосферу . CUP Архив . ISBN 9780521083416.
  11. ^ Исследование НАСА с использованием кластера раскрывает новые взгляды на солнечный ветер, НАСА, Greenbelt, 2012, стр.1
  12. ^ Кейд III, Уильям Б.; Кристина Чан-Парк (2015). «Происхождение« космической погоды » » . Космическая погода . 13 (2): 99. Bibcode : 2015SpWea..13 ... 99C . DOI : 10.1002 / 2014SW001141 .
  13. ↑ Берковиц, Рэйчел (апрель 2018 г.). «Лабораторные эксперименты имитируют происхождение и рост астрофизических магнитных полей». Физика сегодня . 71 (4): 20–22. Bibcode : 2018PhT .... 71d..20B . DOI : 10.1063 / PT.3.3891 .
  14. ^ Биркеланд, Кристиан (1908). Норвежская экспедиция "Аврора Полярная" 1902–1903 гг . Нью-Йорк и Христиания (ныне Осло): H. Aschehoug & Co. p. 720 . распроданный, полный текст онлайн.

Внешние ссылки [ править ]

  • " Сотрудничество США и России в области плазменной астрофизики "