Felfedték a Voyager szonda titkát

A nap szélmérésének ellentmondása az elmélettel

A Voyager szondák útja a Naprendszer határain © NASA
felolvasta

Az energiaszimuláció új 3D-s modelljével a tudósok a Voyager "fizikai rejtélyének" nyomán állnak. Az űrhajó már több mint 30 évvel ezelőtt felfedezte a napszél kis örvényeiben olyan részecskéket, amelyek melegebbek voltak, mint amennyire a népszerű elmélet szerint képesek lennének. A kutatók a Physical Review Letters-ben beszámoltak az eredményeikről.

60 évig elismert: az 5/3-os törvény

Andrei Nikolayevich Kolmogorov matematikus elmélete szerint kapcsolat van a szél örvények mérete és a forró napenergia részecskék által kibocsátott energia mennyisége között. Minél kisebb az örvény, annál inkább kölcsönhatásba lép annak környezetével, és annál nagyobb az energiaveszteség.

Ezt megfigyelhetik például az örvények, amelyek olyan hídot okoznak, amelynek oszlopai folyóban vannak. A pezsgőfürdők energiája csak a széleken szabadul fel, ahol a legkisebb örvény és a nyugodt folyó víz kölcsönhatásba lép. Kolmogorov törvénye határozza meg az örvényméret és az energia közötti kapcsolat kitevőjét 5/3-nál: Dinamikus folyadékban a felszabaduló energia mennyiségének x 5/3-szor kell növekednie, ha az örvény mérete x tényezővel növekszik csökken.

A megfigyelések ellentmondásosak az elmélettel

A Voyager, más űrhajók és műholdak megfigyelései azt mutatják, hogy a plazma energiaáramlása nem az úgynevezett Kolmogorov 5/3 törvényt követi, hanem egy 7/3 törvényt. A plazma hullámhosszának dinamikus spektruma tehát sokkal nagyobb, mint más hidrodinamikai rendszerekben. Ez azt jelenti, hogy az energiaátadás hatékonysága a napenergia-részecskék és a hűvös részecskék között 40% -kal növekszik.

A Bochum plazmafizikus, Padma Kant Shukla professzor és Dastgeer Shaikh az alabami egyetemen először számítógépes szimulációval bizonyították, hogy a napszél plazma turbulenciájának nemlineáris viselkedése valójában eltér a dinamikus folyadékok és gázok ismert modelljétől. A számítógépes modell magyarázza a mágneses mezők és a forró atomok, ionok és elektronok külső áramának hirtelen növekedését. A mágneses mező felelős az energia kaszkádokért. A mágneses mezők által befolyásolt és "nyomott" kis vortúrák arra szolgálnak, hogy "tompítsák" a benne lévő energiát. kijelző

Magyarázat hatalmas kozmikus energiamennyiségekre

"Ugyanez történik egy mikrohullámú sütőben" - mondja Shaikh. "Ha ebben a készülékben nincs semmi, akkor a mikrohullámok kialszanak anélkül, hogy feladnák az energiát. De a hullámok abszorbeálódnak a felmelegítendő ételhez, és ez felszabadítja az ételt melegítő energiát. "A két tudós fejlődése segít megérteni, hogy a napszélben lévő részecskék hatalmas energiát kapnak.

Shukla: "Ezzel megtalálhatnánk a választ arra a kérdésre, hogy a leggyorsabb és legerősebb kozmikus sugarak töltik meg az energiát." A tudósok évtizedek óta keményen dolgoznak annak érdekében, hogy valószínű természetes természeteket találjanak. Megtalálni azokat a folyamatokat, amelyek segítségével megmagyarázható, hogy egyes kozmikus részecskék miként gyorsulnak fel a fénysebesség közelébe.

(Bohrumi Ruhr Egyetem, 2009. február 25. - NPO)