華盛頓，2021 年 8 月 24 日——宇宙射線是帶電的亞核粒子，它們以接近光速的速度移動(dòng)，不斷地降落在地球上。這些粒子是相對(duì)論的，正如阿爾伯特·愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論所定義的那樣，并設(shè)法產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)來(lái)控制它們?cè)谛窍祪?nèi)的移動(dòng)方式。
星際介質(zhì)中的氣體由原子組成，主要是氫，大部分是電離的，這意味著它的質(zhì)子和電子是分開(kāi)的。在這種氣體中移動(dòng)時(shí)，宇宙射線會(huì)啟動(dòng)背景質(zhì)子，這會(huì)導(dǎo)致集體等離子波運(yùn)動(dòng)，類似于您扔石頭時(shí)湖面上的漣漪。
最大的問(wèn)題是宇宙射線如何將它們的動(dòng)量沉積到構(gòu)成星際介質(zhì)的背景等離子體中。在等離子體物理學(xué)，從AIP出版，在法國(guó)天體物理學(xué)家血漿審查通過(guò)研究天體物理和空間等離子體中的宇宙射線引發(fā)的流不穩(wěn)定領(lǐng)域內(nèi)的最新發(fā)展。
“宇宙射線可能有助于解釋我們銀河系的各個(gè)方面，從最小的尺度，如原行星盤和行星，到最大的尺度，如銀河風(fēng)，”蒙彼利埃大學(xué)的亞歷山大·馬科威斯說(shuō)。
直到現(xiàn)在，宇宙射線被認(rèn)為在星系“生態(tài)”中有點(diǎn)不同。但是由于不穩(wěn)定性在宇宙射線源(例如超新星遺跡和脈沖星)周圍運(yùn)作良好并且比預(yù)期的要強(qiáng)，因此這些粒子對(duì)星系動(dòng)力學(xué)和恒星形成周期的影響可能比以前已知的要大得多。
“這并不是一個(gè)真正的驚喜，而是一種范式轉(zhuǎn)變，”Marcowith 說(shuō)。“在科學(xué)和天體物理學(xué)中，一切都是相互關(guān)聯(lián)的。”
擴(kuò)展星際/星系際介質(zhì)的超新星沖擊波“已知會(huì)加速宇宙射線，并且由于宇宙射線正在流走，它們可能有助于產(chǎn)生解釋我們?cè)谖覀冎車^察到的實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度所必需的磁場(chǎng)種子，”說(shuō)馬可威。
在等離子波的振幅隨著時(shí)間的推移而減小或衰減后，就像扔進(jìn)湖里的石頭產(chǎn)生的那樣，它會(huì)加熱等離子的氣體。同時(shí)，它有助于散射宇宙射線。
為此，波需要與宇宙射線陀螺半徑相同數(shù)量級(jí)的波長(zhǎng)。宇宙射線在磁場(chǎng)周圍具有螺旋(螺旋)運(yùn)動(dòng)，其半徑稱為拉莫爾半徑。
“假設(shè)您在蜿蜒的道路上駕駛汽車。如果波長(zhǎng)與您的車輪尺寸相同，則駕駛起來(lái)會(huì)很困難，”Marcowith 說(shuō)。
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