首次在实验室观测到空间天气现象 - 物理世界

被称为哨声模式合唱发射的空间天气事件首次在实验室中观察到。这些排放自然发生在由行星磁场（磁层）主导的太空区域内，它们与每年冬天照亮我们北部和南部天空的极光有关。然而，人们对它们的确切起源知之甚少，到目前为止，对它们的研究要么涉及航天器观测，要么涉及数值模拟。通过重建产生这些排放的条件，日本国家核聚变科学研究所和东京大学的研究人员希望更好地了解它们以及它们如何影响轨道卫星以及地面电力和通信网络。

惠斯勒模式合唱发射是强烈的相干波，可产生高能电子并通过行星磁层传输。它们之所以得名，是因为它们的频率反复变化，让人想起鸟鸣的“黎明合唱”。这些等离子体波已经在木星磁层和受地球磁场影响的区域中被观察到，但以前从未在实验室的受控条件下观察到。

重建磁层型等离子体

班组长的首要任务 斋藤晴彦 和 吉田善翔 目的是创造一个适当的磁层模拟磁场。行星磁层中形成的最基本类型的磁场是偶极场，在东京大学的 Ring Trap 1 (RT-1) 设施中，这种类型的场通常用于稳定限制等离子体以进行高级聚变实验。

在他们的作品中，他们描述了 自然通讯Saitoh 及其同事使用位于 RT-110 真空容器内的 1 公斤重的磁悬浮超导线圈产生了这个场。通过在真空容器中填充氢气并用微波激发气体，他们创造了含有加热到高温的电子的高质量氢等离子体。 “在实验室中创建类似于磁层的环境具有挑战性，”齐藤告诉我们 物理世界”，“但是 RT-1 能够实现这一点要归功于真空室中的悬浮超导线圈。”

合唱发射可能是一种普遍现象

研究人员使用磁探针来研究等离子体（包括热电子成分）如何波动。他们发现，只要等离子体含有大量高温电子，它就会自发地产生哨声波合唱发射。这些电子负责等离子体的压力，研究小组观察到，增加电子数量会导致合唱发射的产生。

研究人员表示，这一结果表明，合唱发射是在简单偶极磁场内包含高温电子的等离子体中的普遍现象。这种类型的等离子体在地球空间中很常见，该团队将其定义为“与人类活动关系特别密切的地球周围的空间”。他们指出，随着此类活动的加剧，对能够引起极光以及电力和通信故障的磁层扰动的研究变得更加重要。 “合唱团发射对于理解和潜在减轻这些影响非常重要，”他们说。

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• Sumber: https://physicsworld.com/a/space-weather-phenomenon-observed-in-the-lab-for-the-first-time/