[发明专利]一种观测认证行星际慢激波的方法

说明书

本发明涉及空间技术和等离子体技术领域，特别涉及一种观测认证行星际慢激波的方法。步骤包括：首先，确定约束条件；第二，判定间断面两侧的物理量是否满足约束条件；第三，判断间断面是否满足慢激波基本特征；第四，通过两个或多个卫星观测到的时间差判定是否为慢激波；通过该方法，可以避免将TD(切向间断)误判为慢激波；消除了在认证间断面类型时存在的不确定性；提高了认证慢激波的准确率。

技术领域

本发明涉及空间技术和等离子体技术领域，特别涉及一种观测认证行星际慢激波的方法。

背景技术

大量的观测事实表明，磁场是天体活动过程中重要的能量来源。为了解决诸如耀斑爆发、磁层亚暴以及其它宇宙爆发过程中磁能如何快速的转化为等离子体的动能和热能，天文学家们在寻找一种磁场快速湮灭的可能机制。

1946年Giovanelli首先提出了磁场重联的概念，它认为在磁场强度为零的中性点或中性线附近会出现放电现象，并可能对太阳耀斑的发生有重要影响。1958年，根据太阳耀斑活动的观测资料，Sweet和Parker提出了第一个稳态磁场重联模型，即Sweet—Parker重联模型。Sweet—Parker模型认为反平行磁力线的中间区域存在一个宏观尺度的扩散区等离子体携带着磁场从扩散区上下两侧连续进入扩散区，在此区域内，通过焦耳耗散，磁能转化为等离子体动能和热能。等离子体沿电流片两侧流出扩散区。但是按照Sweet—Parker模型，能量转化的速率太慢，与实际观测结果相差较大，不能很好地解释天体和空间物理中的很多爆发过程。为了解决重联率的问题，基于Sweet—Parker模型，1964年，Petschek提出新的磁场重联模型。Petscheck模型中，重联扩散区仅存于中性线附近很小的区域内，而且扩散区两侧伴有两队慢驻激波。在Petschek模型中，两组慢激波对在能量释放和电流片形成过程中起着至关重要的作用，大部分的等离子体可以通过慢激波得到加速，而不需要流过扩散区。所以磁能的转化主要通过慢激波完成。目前为止，太阳风是唯一可以卫星可以直接探测到磁场重来的天然实验室，所以在行星际空间正确认证识别慢激波具有十分重要的意义。

根据磁流体(MHD)理论，在太阳风中通常存在各种磁场间断面，简称间断面。自从上世纪60年代第一个行星际磁场间断面被观测到以后，人们逐渐认识到间断面是太阳风的一个基本特征，其平均发生率为1-2个事件，而在如此多的观测确认的间断面里，大部分是切向间断面，只有少数行星际间断面事件被认证为慢激波。虽然报道的慢激事件很少，但是研究慢激波却有十分重要的意义，因为慢激波在磁场重联过程中扮演着重要的脚色，而正确认识磁场重联过程是解决太阳物理、空间物理、磁层物理乃至等离子体物理中存在的一系列问题的关键。而目前并没有相关的有效方法对星际慢激波进行有效认证。

发明内容

本发明的目的在于解决目前的缺乏星际慢激波进行有效认证方法问题，提供一种观测认证行星际慢激波的方法。

磁云边界和位形的确定一直是磁云相关研究中的重要课题，几乎所有磁云的研究都离不开确定磁云的边界和位形。

日冕物质抛射(简称CME)现象在行星际空间传播过程中会和其他不同的流发生相互作用产生各种磁场间断面，行星际磁通量绳的边界通常为磁场间断面。由于不同间断面之间存在很大的不确定性，所以在关于间断面的相关研究中对不同种类间断面的认证是一个最基本的问题。过去在关于间断面的研究中，常常把切向间断(TD)误判为旋转间断(RD)，甚至把激波误判为RD。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种观测认证行星际慢激波的方法，步骤包括：

首先，确定约束条件；

第二，判定间断面两侧的物理量是否满足约束条件；

第三，判断间断面是否满足慢激波基本特征；

第四，通过两个或多个卫星观测到的时间差判定是否为慢激波；

各卫星观测到的时间差Δt＝ΔR·n/V_DD；