天体高能电子若何产生？我科学家揭开谜团

实验室产生电子随机加速过程的艺术图。

天体中高能粒子的起源问题长期困扰着天体物理学家（Science发布的125个科学问题之一）。
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了一系列主要进展，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。

论文第一作者袁大伟博士先容，研究团队利用SG-II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Weibel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（~122 mm3），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，实验还同时丈量来自于不同角度的高能电子幂律谱。

理论仿照创造，该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，该研究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。
（宋雅娟）

来源： 光明网