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新发现:地球外层空间有巨大的无形等离子管

科普小知识2022-10-25 12:52:12
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在天体物理学领域,这一发现最初在很大程度上受到了质疑,但23岁的悉尼大学本科生克利奥·洛伊证明了这一现象的存在。

在西澳大利亚的内部,通过使用射电望远镜观察三维空间,洛伊已经证明了地球的大气中嵌入了这些奇异的管状等离子体结构,而这些复杂的多层管道是由大气被阳光电离而产生的。“60多年来,科学家们相信这些结构存在,但这是第一次成像,我们提供了视觉证据证明它们确实存在。”

“我们测量了它们在离地面约600公里的电离层中的位置,似乎继续向上进入等离子层。它在气体层附近结束,随后等离子体转移到外层空间。我们看到天空中有一个惊人的模型,高密度等离子体条和低密度等离子体条有规律地交替分布。该模型移动缓慢,与地球磁场线完美对齐,就像极光一样。”

"我们意识到我们可能有了重大发现。"

新发现:地球外层空间有巨大的无形等离子管

这项突破是由卢伊发现的,当时他使用了一个远程望远镜——默奇森广角阵列,以一种新的方式绘制天空。通过将信号从东瓦片分离到西瓦片,天文学家们允许MWA(分布在9平方公里沙漠中的128个天线瓦片)看到三维图像。

洛伊说:“这就像把望远镜变成一双眼睛。我们可以观察这些结构的三维特征并观察它们的运动。我们可以测量它们之间的距离、离地面的高度和倾斜度。这是前所未有的,是一项非常激动人心的新技术。”

她说她的研究最初是基于不完美的望远镜图像。“其他人从未见过这种类型的东西,也没有人研究过这种数据。许多人认为这是成像的问题,没什么好激动的。不过,我想我可能是个学生,有点固执和好奇,所以很困惑。我想知道发生了什么,为什么每个人都认为这是另外一回事。”

“我们发现电离层中的电离模式非常结构化。它们在这些管状结构中适应地球磁场,并能自行移动。”

新发现:地球外层空间有巨大的无形等离子管

Loi说,目前的等离子漂移管可能会扭曲天文数据,特别是卫星导航系统。这可能意味着我们需要重新考虑我们对星系、恒星和气体的运动以及这些天体是什么样子的思考。

洛伊的导师塔拉·墨菲说她的研究非常令人兴奋。他是悉尼大学物理学院的医生,也是澳大利亚天体物理学中心研究委员会的成员:“克利奥是值得称赞的。她不仅发现了这一点,还说服了科学界的其他人。作为一名大学生,在此之前没有相关背景,这确实是一个令人印象深刻的成就。”

当她的许多合作者第一次看到这些数据时,他们认为结果“非常好”。不知何故,观察中出现了一个错误。但在接下来的几个月里,克利奥设法让他们相信等离子管是真的,科学也很有趣。”