《自生磁場、湍動加速及其在天體物理中的套用》是依託南昌大學，由劉三秋擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：自生磁場、湍動加速及其在天體物理中的套用
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：劉三秋
- 依託單位：南昌大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著天文觀測技術的進步、先進設備的使用和多個巡天計畫的成功實施，大量精細觀測結果已經不能通過一般天體物理的高階描述給出合理的解釋。結合電漿物理理論和磁流體力學來解釋目前的天文觀測，是當今天體物理研究的熱點之一。本項目基於已有的研究基礎，進一步完善現代電漿物理中的自生磁場、湍動加速和磁重聯等理論，利用國內中科院、其他相關單位和國際上的大樣本、高精度觀測資料，將研究結果作為一種方法和手段套用到天體物理學的研究中，使得研究不僅局限於太陽/太陽系，而且擴展到星系（銀河系）層次，對多個層次的天體及其物理過程進行更為細緻的描述。理論和套用相輔相成，相互反饋，對兩學科交叉領域的電漿天物理理論體系加以豐富和發展。
結題摘要
結合電漿物理理論和磁流體力學來解釋目前的天文觀測，是當今天體物理研究的熱點之一。本項目圍繞現代天體物理中的小尺度磁場、湍動加速、引力與天體精細結構、吸積盤的反常黏滯等前沿問題，從觀測、理論分析和數值計算多角度開展科學研究，取得如下研究成果：（1）研究了有限遠截斷面上的引力/流體對應並分析了對偶流體的體積粘滯性質，發現在合適的邊界條件下可以得到非零的體積粘滯係數；研究了全息電荷密度波的線性回響行為，觀察到電荷密度波所具有的兩個基本特徵，在理論上為實現和研究金屬-絕緣體相變提供了一種新的機制；（2）對太陽進行了高解析度觀測，發現太陽上千高斯磁流管的產生和消失過程，這一發現有助於解決“日冕加熱問題”；對耀斑磁環運動的精細觀測表明耀斑上升期的磁場能量釋放過程發生在扭纏磁場內部的重聯；發現米粒尺度上的衛星極性磁場浮現觸發了米粒間的磁場重聯，引起了高溫和低溫物質的噴流，說明太陽上的微小噴流事件與小尺度強磁場的形成相關；（3）通過粒子模擬研究了超強雷射與電漿相互作用，獲得了粒子有效加速時雷射和電漿的參數，為開展天體環境中的粒子加速研究奠定了基礎；（4）研究了非麥氏分布電漿中波的線性色散以及非線性的朗繆爾湍動和小尺度自生磁場：由於非廣延參數和Kappa非熱指數的可調性，修正的Zakharov方程可能為解釋湍動的不可重複性提供一種新的物理機制；發現初始均勻的磁擾動是調製不穩定的，這種不穩定性將受到非廣延參數和Kappa非熱指數的修正，改變坍塌形成的小尺度磁場的性質；（5）在緻密天體的軌道動力學與引力波方面，指出拉格朗日和哈密頓兩種表述在廣義相對論後牛頓力學不等價；發現同階後牛頓拉格朗日和哈密頓之間轉換過程中的高階後牛頓項截斷才是二者存在動力學差異的根源，以及一個後牛頓拉格朗日形式總存在一個可能不同階的哈密頓與之等價；（6）利用強磁流元之間以及磁流元與周圍介質之間的相互作用引起的反常粘滯模型，研究了年輕恆星周圍磁化薄吸積盤以及原恆星盤的結構與不穩定性，得到與觀測更為吻合的溫度分布和更接近真實的盤結構。理論、觀測、數值計算和套用相輔相成，豐富和發展了兩學科交叉領域的電漿天體物理理論體系。
