Particle Acceleration and Transport in the Heliosphere and Beyond

Particle Acceleration and Transport in the Heliosphere and Beyond pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Li, Gang (EDT)/ Lin, Robert P. (EDT)/ Luhmann, Janet G. (EDT)
出品人:
页数:454
译者:
出版时间:2008-10
价格:$ 236.17
装帧:
isbn号码:9780735405660
丛书系列:
图书标签:
  • Particle Acceleration
  • Heliosphere
  • Space Physics
  • Astrophysics
  • Cosmic Rays
  • Plasma Physics
  • Solar Physics
  • Transport Phenomena
  • Interstellar Medium
  • Magnetohydrodynamics
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具体描述

All papers have been peer-reviewed. Our star is a very effective particle accelerator. Energies up to GeVs have been observed in Solar energetic particle events. These events are often associated with solar flares and/or Coronal Mass Ejections. Understanding how particles are accelerated in these phenomena has been an outstanding problem in space plasma physics for a long time. Part of the reason is its practical (e.g. Space weather) and fundamental (cosmic ray origin) importance. In this conference we review recent progresses on this problem, with a balance between observations, theories and numerical simulations. Specific topics include: particle acceleration at flare site; turbulence properties of the solar wind; particle acceleration and transport in the inner heliosphere; particle acceleration at the termination shock and heliosheath; and, particle acceleration at supernova remnant shocks.

宇宙风暴的涟漪:驾驭太阳风,洞悉行星际空间 本书并非详述粒子加速与传输的深邃理论,而是聚焦于一个更为宏大而壮丽的画卷——太阳风,这股无形却拥有巨大能量的宇宙电流,如何塑造我们所处的行星际空间,并进一步影响着遥远的星际疆域。我们将一同踏上一段探索之旅,从太阳的熔炉出发,追随能量粒子的足迹,去理解它们如何被驱动,如何在浩瀚的宇宙中穿梭,以及它们所带来的惊人效应。 第一部分:太阳风的起源与演化——熔炉中的咆哮 太阳,我们赖以生存的恒星,并非只是一个宁静的光源。在其炽热的核心,核聚变持续不断地释放出庞大的能量。然而,这种能量并非仅仅以光和热的形式向外辐射。太阳的外层大气,即日冕,以一种截然不同的方式将能量释放出来——那就是太阳风。 本书将带领读者深入了解日冕的极端环境。我们将探讨日冕加热之谜,这颗看似冰冷的恒星,其外层大气温度却能达到数百万摄氏度,远远高于其表面。这种能量的来源究竟是什么?是磁场重联产生的瞬时释放,还是波动的能量向外传播?我们将分析这些主要的加热机制,并理解它们如何为粒子提供逃逸太阳引力的能量。 接着,我们将聚焦于太阳风的加速过程。太阳风并非恒定不变,它的速度和密度会随着太阳活动的变化而剧烈起伏。我们将审视不同类型的太阳风:稳定、缓慢的太阳风,以及由日冕物质抛射(CMEs)和太阳耀斑引发的、速度高达数千公里每秒的快速太阳风。我们将深入剖析驱动这些高速粒子流的物理机制,例如磁场膨胀、激波以及与日冕磁场结构的相互作用。 本书还将探讨太阳风的成分。太阳风并非单一的粒子流,而是由质子、氦原子核以及少量更重的元素组成,同时伴随着高度纠缠的磁场。我们将研究这些成分的比例如何随时间变化,以及它们如何反映太阳内部的核合成过程。此外,我们还将关注太阳风中的电子,它们在维持整体电荷平衡以及产生诸如射电爆发等现象中扮演着重要角色。 第二部分:行星际空间的狂潮——能量粒子的舞蹈 一旦离开太阳的怀抱,太阳风便开启了其在行星际空间的漫长旅程。这段旅程并非一帆风顺,而是充满了复杂的相互作用和动态变化。 本书将详细描述太阳风如何在行星际空间中传播。我们将探讨太阳风磁场(IMF)的作用,它如同一个巨大的螺旋,随着太阳的自转将太阳风磁场线延伸至整个太阳系。我们将分析IMF的结构和变化,以及它如何影响太阳系中的行星际介质。 我们也将关注太阳风与行星磁层之间的相互作用。地球强大的磁层就像一个盾牌,在很大程度上保护我们免受太阳风的侵袭。本书将生动描绘磁层如何偏转和捕获太阳风粒子,形成范艾伦辐射带。同时,我们也将探讨磁层如何将部分太阳风粒子导向地球的两极,引发绚丽的极光现象。对于那些没有强大磁场的行星,如金星和火星,太阳风则会直接侵蚀其大气层,从而对其演化产生深远影响。 行星际激波是太阳风传播过程中的另一个关键现象。当快速的CME或太阳耀斑爆发时,它们会产生强大的激波,以超音速向外传播,穿越行星际空间。本书将解释激波的形成机制,以及它们如何加速粒子,产生高能宇宙射线。这些激波的传播路径和对其他天体的潜在影响也将被深入探讨。 此外,我们还将审视行星际尘埃的作用。虽然太阳风本身是等离子体,但它在传播过程中会与行星际尘埃相互作用,影响尘埃的分布和动力学。这些尘埃颗粒,来自于小行星和彗星的撞击,构成了太阳系中的一个重要组成部分,并对行星际空间的整体环境产生影响。 第三部分:星际的边界与回响——宇宙的回声 太阳风的旅程并非止步于冥王星轨道。它向外延伸,直至与星际介质发生相互作用,形成太阳系的边界。 本书将探索日球层(Heliosphere)的概念。日球层是太阳风所占据的巨大泡泡,它将太阳系从外部的星际介质隔离开来。我们将详细研究日球层的结构,包括日鞘(Heliosheath)、日弓(Heliobend)以及日尖(Heliopause)。日鞘是太阳风速度减慢并被压缩的区域,而日尖则是日球层与星际介质相遇并相互抗衡的边界。 本书还将关注太阳风与星际介质的相互作用。星际介质是由稀薄的气体和尘埃组成的,它填充了恒星之间的空间。太阳风的向外压力与星际介质的向内压力相互作用,共同塑造了日球层的形状和大小。我们将探讨这种相互作用如何影响太阳系对外部宇宙射线的屏蔽效应。 随着探测器的不断深入,我们已经能够直接测量日球层外层的情况。本书将回顾 Voyager 1 和 Voyager 2 等先驱探测器在穿越日尖后所传回的宝贵数据,这些数据揭示了星际介质的真实面貌,以及太阳风在与星际介质相互作用时所产生的独特现象。 最后,我们将展望未来。随着我们对太阳风及其在行星际空间和星际边界作用的理解不断深入,我们将能够更好地预测和应对空间天气事件,保护我们的卫星、通信系统乃至宇航员的安全。同时,对太阳风及其影响的深入研究,也将为我们理解其他恒星系统及其行星的演化提供重要的启示,帮助我们揭示宇宙生命存在的可能性。 结语: 《宇宙风暴的涟漪:驾驭太阳风,洞悉行星际空间》并非一本枯燥的理论书籍,而是一场关于宇宙能量流动、粒子运动以及空间动态演化的生动叙事。它将带领读者超越地球的束缚,去感受太阳风的澎湃力量,去理解行星际空间的复杂交响,去触摸星际边界的神秘回响。这是一次关于宇宙视野的拓展,一次关于我们所处宇宙环境的深刻洞察。

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