天体高能电子是若何产生的？中国科学家最新研究揭开谜团

中国科学院国家天文台7月16日向媒体发布信息说，该台实验室天体物理研究团队联合北京大学、中国科学院物理研究所、上海交通大学等多家机构科研同行，最近在上海“神光二号”(SG-II)大科学装置上首次实现大尺度动理学湍流等离子体中的电子随机加速过程，从而揭开了繁芜天体环境中高能电子的产生谜团。

本次研究的实验室产生电子随机加速过程的艺术图。

这项揭开天体高能电子产生之谜的主要天体物理研究成果论文，近日以“实验室产生的动理学湍流等离子体中的电子随机加速”为题在国际学术期刊《自然-通讯》揭橥。

据论文第一作者、中国科学院国家天文台袁大伟博士先容，磁重联加速、冲击波加速和随机加速等多种机制被提出用来阐明不同天体环境中高能粒子的产生。
近期实验室天体物理在粒子加速方面取得一系列主要进展，在实验室实现了湍流磁重联加速和冲击波加速。
然而，到目前为止随机加速机制还未被证明，其紧张难点在于如何在实验室产生和天体类似的大尺度动理学湍流等离子体。

本次研究的电子随机加速实验干系示意图。
中国科学院国家天文台/供图

基于此，中国科学家研究团队利用上海“神光二号”装置在实验室产生超音速对流等离子体，束流速率各向异性勾引电磁不稳定性的产生和发展，进而诱发形成大尺度的等离子体紊乱构造。
他们采取傅里叶频谱剖析创造：该紊乱构造的功率谱与动理学湍流谱高度同等。
同时，该实验还丈量了来自于不同角度的高能电子幂律谱。

论文共同通讯作者、中国科学院国家天文台赵刚院士表示，本次实验研究还通过理论仿照创造，天体高能电子紧张来自于湍流等离子体中的热电子与磁岛发生多次“碰撞“得到能量增益，即湍流随机加速。
这一研究结果对付理解天体繁芜环境中的粒子加速和高能辐射，具有主要意义。
(完)