1. IBEX ribbon 这几天来为一个科学难题而迷惑，我试着描述一下。 IBEX是NASA为了探测日球层(Heliosphere)以及其与周围的星际介质（Interstellar medium）相互作用而发射的一颗卫星。它探测的是空间中的具有较高能量的中性粒子（Energetic Neutral Atom，ENA）。其原理是，太阳风粒子向外“吹”，而这些带电粒子有一定的几率和星际空间中的中性粒子发生电荷交换，在这个过程中，只有电荷发生交换，而其他物理量，例如动量，则基本保持不变。由于由这个过程中太阳风离子（能量在keV量级）得到电荷变为中性，它就不与周围的电磁场产生作用，它们的轨道即变成直线式的。IBEX就能将它们观测到并记录它们的速度方向。 IBEX的观测结果是一个surprise，它并没有被任何人，被任何model提起过，它观测到了一个ribbon，在天空的某一个方向画了一道”弧线“。在这条弧线附近，观测到的ENA比其他区域大1－2倍。具体的结果大家可以到其网站去一看究竟。 http://www.ibex.swri.edu/ 很快，有一些科学家就提出了他们的解释，其中最被广为接受的是University of Alabama Huntsville的 Heerikhuisen, J. 等人提出的。其原理非常简单，在太阳风中，会有一些所谓Pickup ions，它们是由于星际介质的中性原子失去电子，被太阳风的电磁作用“拾起”（pick up）因此与太阳风具有相同的动能，长话短说，它们经过数次电荷交换以后，将移动到Interstellar medium的星际磁场的附近，相对日球层的尺度来说，这种Interstellar magnetic field是很规则的，Pickup ions在这种磁场中做回旋运动，它们有一定的几率再次变成中性，并射向地球。而我们看到ribbon的地方，就是星际磁场和我们视线垂直的地方。 Paper在这里：http://adsabs.harvard.edu/abs/2010ApJ...708L.126H 然而这个理论有一个缺陷目前无法修补，这也是我现在头痛的问题。这个理论实际隐含了一个假设：大部分pickup ions的速度主要在垂直于磁场的方向，这样才能产生我们观测到的ribbon现象。换句话说，必须有一个速度分布anisotropy，问题在于，这种速度分布会激发不稳定性。不稳定性激发的波动会很快地抹平这种anisotropy。 paper在这里：http://adsabs.harvard.edu/abs/2010ApJ...719.1097F 据我所知，暂时还没有方法来克服这种isotropization地过程。大部分的科学家都相信，这个解释ribbon的理论是可行的，然而，我们需要找出这个难题的答案。

Fan Guo Posted at 2010-10-26 08:13 CST Last modified at 2010-10-26 08:13 CST Link to this poster Source Code Top