当超高速带电粒子流从太阳表面喷射出来时,它们产生的磁场变化很快,这将干扰地球的无线电通讯,并带来灿烂的极光。科学家最近在实验室模拟了这场“太阳风暴”。“太阳风暴”实际上是一种湍流现象,即流体的快速而复杂的运动。勺子搅动的咖啡、汹涌的洪水和震动飞机的气流都是湍流。

运动的带电粒子会产生磁场,而粒子的复杂运动会使磁场呈现湍流特征。在许多剧烈的天文事件中,如太阳风和太阳耀斑,都存在磁场湍流。

印度塔塔基础研究所和葡萄牙里斯本大学的科学家合作,用超强激光脉冲轰击高温稠密的等离子体,产生类似卫星观测到的太阳风磁湍流的磁湍流。

该研究小组在英国杂志《自然通讯》上报道说,在最初的万亿分之一秒内,磁湍流被电子控制。然后离子参与其中并占据了主导地位。在离子阶段,磁场湍流的光谱与太阳风磁场的光谱惊人地相似,尽管二者在尺度上有很大的不同。

研究人员说,他们创造的磁场湍流的初始能量来自电子,而太阳磁场湍流的初始能量来自离子。然而,两种湍流的光谱是一致的,这表明它们的特性与能量来源无关。这意味着将来有可能用小规模的实验来模拟天文尺度的现象,深入研究磁场湍流的性质,并帮助理解诸如恒星演化等过程。