جدید ترین عناوین خبری امروز
کیهان‌شناس

توجه: کلمه عبور به آدرس ایمیل شما ارسال خواهد شد.

پیش‌بینی آب و هوای فضا

دانشمندان به دنبال راه بهتری برای پیش‌بینی آب و هوای فضا هستند

موسسه‌ی تحقیقات جنوب غربی، روش جدیدی را برای پیش‌بینی آب و هوای فضا ، ترمودینامیک عناصر خورشیدی و سایر وقایع «هوا فضا»، شامل پلاسمای داغ با سرعت بالا، منتشر کرد. معادله‌ی کاپا که توزیع سرعت ذرات را در تعادل حرارتی و زمانی و جریان‌های حرکت سریع ذرات را نیز به طور گسترده‌ای محاسبه میکند راه نوینی برای بررسی رفتار سیستم‌های ذرات پلاسمای فضایی است.
یافته‌های اخیری که توسط موسسه‌ی تحقیقات جنوب غربی (SwRI) منتشر شد، روش جدیدی را در برای پیش‌بینی ترمودینامیک عناصر خورشیدی و سایر وقایع «آب و هوای فضا»، شامل پلاسمای گرم و سریع، ارائه می‌دهد.
علم مکانیک آماری یکی از ارکان درک رفتار ترمودینامیکی پدیده‌هایی با تعداد زیاد ذرات، مانند گازها است. دکتر جورج لیادیویتیس(Livadiotis)، یکی از محققان ارشد پژوهشی در بخش علوم و مهندسی فضایی SwRI، توضیح می‌دهد که روش‌های آماری کلاسیک، زمان آزمایش برای توصیف سیستم‌های محدود به زمین، مانند مخلوط نسبتا متراکم گازهایی که هوا را تشکیل می دهند، توجیه میکنند.
در تعادل حرارتی، جایی که انرژی گرمایی به طور مساوی بین ذرات گاز تقسیم شده باشد، توزیع آنها به یک نسبت قابل پیش‌بینی تبدیل می شود. از یک سیستم با تعداد زیادی ذرات کم‌سرعت تا سیستمی با ذرات اندک اما انرژی بالا، ذرات به طور شبه حرارتی حرکت می کنند و اغلب با یکدیگر برخورد می کنند. یک معادله‌ی آماری که به نام توزیع ماکسول-بولتزمن یا ماکسولین شناخته می شود، دقیقا مشخص می کند که چگونه این مخلوط ذرات با سرعت‌های مختلف بر روی زمین توزیع خواهند شد.
با این حال لیادیویتیس می گوید همه چیز در فضا متفاوت است! فضایی که واقعا خالی نیست بلکه سرشار از پلاسما یا همان وضعیت چهارم ماده است. پلاسما از ذرات باردار الکتریکی تشکیل شده است؛ گاز، مایع یا جامد نیست گرچه اغلب مانند یک گاز رفتار می کند.
پلاسمای فضایی نیز مانند باد خورشیدی که از خورشید بیرون می‌آید دارای سهم زیادی از ذرات پرسرعت است. بر خلاف گازهای موجود در زمین، آنها “همبستگی” دارند و عمدتا در یک جهت حرکت می‌کنند، بنابراین برخورد آنها با یکدیگر کمتر می شود. در این مجموعه شرایط، مدل توزیع ماکسولین دیگر کار نمی کند. لیادیویتیس در این مورد بیان می‌کند که یک معادله‌ی آماری جداگانه به نام “کاپا” برای پدیده‌های فضایی مناسب است.
کاپا معادله‌ای ریاضی است که توزیع سرعت ذرات را در تعادل حرارتی زمانی توصیف می کند و با استفاده از آن رفتار سیستم‌های ذرات فضایی پیش‌بینی می‌شود. معادله‌ی کاپا توزیع سرعت ذرات در تعادل حرارتی و هنگامی که جریان‌های ذرات با سرعت بالا حرکت میکنند، محاسبه می‌کند. سرعت بسیار بالا یکی از شرایط ثابت برای سیستم‌های ذراتی مانند پلاسمای فضایی است.
لیادیویتیس م‌گوید:« کاپا نه تنها توزیع ذرات پلاسمای فضایی را بهتر پیش‌بینی می‌کند، بلکه رفتار ترمودینامیکی آنها را نیز بهتر از مدل ماکسولینی می‌شناسد.» این موضوع مربوط به زمانی است که پلاسما‌ی خورشیدی با انرژی بسیار زیاد با لایه‌ی محافظ زمین از ذرات باردار مغناطیسی سقوط میکند؛ همان لایه‌ای که به عنوان مگنتوسفر (مغناطیس‌سپهر) شناخته می‌شود.
توزیع‌ کاپا به دانشمندان اجازه داده‌است تا اولین اندازه‌گیری‌های دما در محیط هلیوسفر (هورسپهر) بیرونی را انجام دهند. با استفاده از کاپا، ما می‌توانیم به طور چشمگیری درک خود را از طبیعت و خواص مواد فضایی مانند باد خورشیدی، خروج جرم از تاج خورشیدی و اشعه کیهانی افزایش دهیم.

منبع: Phys

دسته ها:
ورود به سایت دیدگاه ها 0
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

نگرانی ستاره‌شناسان از صورت‌ فلکی وسیع اسپیس‌ایکس
نگرانی ستاره‌شناسان از صورت‌ فلکی وسیع اسپیس‌ایکس
48
بالاخره فهمیدیم کهکشان راه شیری چه زمانی با کهکشان آندرومدا برخورد خواهد کرد؟
کهکشان راه شیری چه زمانی با کهکشان آندرومدا برخورد خواهد کرد؟
49
چرا نمی‌توانیم سیاه‌چاله را ببینیم؟
چرا نمی‌توانیم سیاه‌چاله را ببینیم ؟
45
شایعه‌ی ساختگی بودن سفر به ماه
شایعه‌ی ساختگی بودن سفر به ماه
114
تلسکوپ TESS اولین جهان بیگانه هم‌اندازه با زمین را شناسایی کرد
66

ذرات بنیادی

ذرات بنیادی چه چیزهایی هستند؟
ذرات بنیادی چه چیزهایی هستند؟
36
فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
73
آیا نیروی پنجم جدیدی در طبیعت یافت شده است؟
آیا نیروی پنجم جدیدی در طبیعت یافت شده است؟
3
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
109
هر زمانی که شما چیزی را می‌بینید، لمس می‌کنید و یا می‌بویید، در حال تجربه‌ی جهان کوانتومی هستید
هر زمانی که شما چیزی را می‌بینید، لمس می‌کنید و یا می‌بویید، در حال تجربه‌ی جهان کوانتومی هستید
115