含非热电子的自引力尘埃系统中尘埃离声波的色散

基于等离子体动理论,研究了非热电子修正的尘埃离声波(DIAW)的色散关系,分析了自引力尘埃系统中非热电子对尘埃离声波色散的影响。结果表明,非热电子和尘埃自引力对尘埃离声波色散关系具有修正效应,分析易知,离声波的相速度随着非热指数的增大而减小,而群速度随非热指数增大而增大。此外,当电子非热指数ke→∞时,该修正的尘埃离声波的色散关系回到麦氏分布的情况。研究结果可以为天体物理和实验尘埃等离子体中观测到的现象提供理论参考。     

射频放电尘埃等离子体系统中的斑图现象

在射频放电的尘埃等离子体系统中观察到各种尘埃斑图. 按照尘埃由小到大的生长过程, 将斑图分为两个阶段: 小颗粒阶段(或尘埃云阶段)和大颗粒阶段(或尘埃晶体阶段). 具体研究了气压变化时, 不同斑图之间的演化关系. 小颗粒阶段主要介绍空洞、尘埃声波和强湍流模式. 大颗粒阶段研究了粒子自组织形成的尘埃晶格和尘埃团簇. 通过计算径向分布函数来表征尘埃晶格的静态结构. 还研究了在二维平面上不同粒子数目形成的尘埃团簇, 以及气压变化时尘埃团簇有规律的演化过程. 利用二维径向约束势下的分子动力学模拟验证了二维尘埃团簇的壳层排布规律.     

寻找宇宙尘埃，证明我们自己

今年1月15日星尘号飞船归来之后，科学家们立刻对其所带回的彗星尘埃和星际尘埃进行研究。半年多过去了，研究工作有何进展？科学家希望从这些微粒中找到什么？7月20日，在第36届世界空间科学大会上，美籍华裔彗星专家、NASA“星尘计划”副首席科学家邹哲在北京友谊宾馆关于星尘计划探测结果的报告会上，向听众介绍了研究工作的最新进展。[编者按]     

含有非热力学平衡离子和尘埃颗粒电荷变化的热尘埃等离子体中的尘埃声波

使用约化摄动法得到了描述含有尘埃颗粒电荷变化、非热力学平衡离子和玻尔兹曼分布的电子的热尘埃等离子体中尘埃声波修正的KdV(mKdV)方程.并对孤立波受尘埃流体、离子和电子的温度,非热力学平衡快离子参数,尘埃电荷变化以及尘埃颗粒、离子和电子数密度的影响进行了数值模似.     

低β尘埃等离子体中的非线性尘埃-动力学阿尔芬波

研究低β尘埃等离子体中的尘埃－动力学阿尔芬孤立波，采用Ｓａｇｄｅｅｖ势方法，在小振幅极限下，对局域尘埃－动力学阿尔芬波进行了解析和数值研究，结果表明：在等离子体中可以形成密度坑及密度隆起结构，并且随着尘埃含量的增加，密度坑得以加深，而密度隆起幅度增大。     

极区中层电子数密度不均匀特征尺度与尘埃声波波长的估计

基于火箭探测数据的结果及相关理论,给出了极区中层尘埃等离子体电子数密度不均匀特征尺度与尘埃声波波长的量级,对两个量级的比较得出,电子数密度不均匀特征尺度远远大于尘埃声波波长,为采用局域均匀假设建立极区中层尘埃等离子体纵波色散关系奠定了基础．     

尘埃等离子体的引力非稳定性与凝聚效应

从尘埃等离子体的基本方程出发，采用非平衡态动力学方法，研究了尘埃粒子的引力（重力）对尘埃等离子体宏观动力学的影响，具体分析了产生凝聚效应的条件及其相关性质。结果表明，尘埃等离子体中存在一种由引力非稳定性产生的凝聚效应，从而导致局域密度增大。这种效应可能与星际介质分子云及原始恒星的形成有关，也同样会影响在实验室中等离子体加工的质量。     

非磁化无碰撞热尘埃等离子体中非线性波的自相似解

通过自相似变换,将描述非磁化无碰撞尘埃等离子体集体运动的非线性偏微分方程组化成常微分方程组,在准中性条件下分别得到了绝热和等温过程的解析解。在中性的初始条件下,用自然界2种实际的尘埃等离子体参数,讨论了绝热过程中尘埃颗粒的分布情况和尘埃温度、尘埃带电荷数以及尘埃相对于离子数密度的比率等因素对尘埃颗粒分布的影响,结果显示：尘埃颗粒多分布在时空边缘,时空中心区域稀疏甚至没有尘埃颗粒,且高温、高带电量以及相对于离子数密度比率高的尘埃等离子体中的尘埃颗粒的分布更趋于时空边缘。     

太阳系的配角隐藏着太阳系历史秘密的卫星和小行星

我们居住的太阳系,不仅有太阳和行星,还有行星所携带的卫星,以及冥王星等矮行星、小行星和彗星等其他重要成员。日本的小行星探测器“隼鸟”号经过大约7年的太空之旅,采集到了小行星的物质样品并返回地球。这项探测任务的重要性在于,通过探测小行星有可能找到关于太阳系起源的线索。本文专门介绍通常被太阳和行星这样的主角掩盖了其重要性的、作为太阳系次要角色的卫星和小行星。     

（Ⅲ）m=0类二次系统的极限环问题，（Ⅰ）

彗星的空间探测是当代前沿课题．本文首先概述彗星的主要研究结果．彗星的本体是不大的‘脏雪球’彗核；随着接近太阳，其表面冰升华并带出尘埃而形成彗发，发生复杂的物理-化学过程；太阳辐射压和太阳风推斥彗发的尘埃和离子而形成彗尾；彗星尘散失在轨道附近而成为流星群．虽然地面观测到彗发和彗尾的丰富资料，但对彗核却了解甚少，需要发射飞船进行空间探测；接着，从探测彗核的真实性质、采集彗星样品分析成分、探索彗星活动和机制、彗星的有机物与生命起源、彗星-地球关系、太阳系起源和演化线索几方面阐述彗星的空间探测的科学意义；然后，综述彗星空间探测的一些计划进展情况，总结彗星空间探测的重要成果；最后，讨论未来的彗星空间探测的科学目标，包括高轨卫星采集彗星尘、搜寻近地小彗星、搜寻未知彗星、发射更优秀飞船探测不同彗星．     

光学系统的月尘防护方法综述

光学系统能否在月面有效工作,与其对月球尘埃的防护性能有直接关系。粘着在高精度光学表面的细小月球尘埃造成光的散射和热辐射,从而影响成像质量。系统介绍了光学表面的各种防尘和除尘方法,以及存在的问题。最后讨论了月尘防护方法的发展趋势。     

小行星的物理性质与结构演化研究进展

小行星上蕴含着丰富的稀有矿物资源,并保存着太阳系形成初期的原始成分,是研究太阳系起源和演化历史的活化石,具有极大的科学研究价值.随着近二十年来小行星探测热潮的兴起,对小行星的研究已从轨道、形状、旋转状态和光谱类型扩展到结构演化机制和外力响应特性.小行星碎石堆结构概念的提出,为所观测到小行星的物理性质和天文现象提供了合理的解释,同时也对小行星探测任务及相关研究提出了诸多挑战.本文从小行星的轨道和物理性质分布出发,分析了小行星结构的演化过程,阐明了大部分等效直径大于300 m的小行星应具有碎石堆结构的必然性,并结合颗粒材料的力学性质分析了碎石堆小行星的结构特点和动力学响应特性,对碎石堆小行星的研究现状进行了综述,讨论了其中的科学问题和研究方向.     

尘埃电荷变化和粒子碰撞对尘埃等离子体中三维尘埃声激波的影响

考虑了尘埃非绝热放电和碰撞等因素对尘埃等离子体动力学行为的影响,运用约化摄动法,得出了描述三维尘埃声激波的Korteweg-de Vries-Burgers(KdV-Burgers)方程,并运用数值积分对激波特性作了详尽地分析和说明.研究结果表明,碰撞频率、电子-离子数密度之比等因素对激波的性质有显著影响.     

尘粒电荷变化的尘埃等离子体中的MKP方程

使用约化摄动法得到了描述含有尘埃颗粒电荷变化、非热力学平衡离子和玻尔兹曼分布的电子的热尘埃等离子体中的二维尘埃声波的Modified KP(MKP)方程.数值模拟结果表明,诸多等离子体参数,如快离子数,尘埃电荷变化、尘埃流体、离子和电子的温度,以及离子的数密度等均会影响和改变孤波的振幅和宽度.     

德美研究证实木星存在很小粒子木星环

德国马普太阳系研究所、德国马普核物理研究所和美国马里兰大学研究人员共同研究发现,太阳系中不仅土星存在围绕自身旋转的由尘埃粒子组成的环,木星也存在相应旋转的环,其直径约64万公里。     

活动星系核中的尘埃

尘埃是活动星系核统一模型的基石,该模型认为呈现不同观测特征的活动星系核在物理本质上属于同一类天体,活动星系核外围绕着一个光学厚尘埃环,不同类型的活动星系核只是因观测者视线相对于活动星系核对称轴的取向不同而已.观测表明,活动星系核中尘埃的组成成分及尺寸与银河系星际尘埃有很大的差别.本文介绍活动星系核核周尘埃的消光和红外辐射以及尘埃可能的化学组成和尺寸分布的研究现状.     

河外星际尘埃的亚毫米波发射

本文借助于观测到的大、小麦哲伦云的星际尘埃辐射，估计总星系的冷尘埃辐射对微波背景辐射的影响。结果表明：河外星际冷尘埃辐射强度强烈地依赖于宇宙减速因子，在宇宙背景探测者（ＣＯＢＤ）的观测结果的限制下，在合理的光深范围内，宇宙减速因子趋于１。     

不同颗粒组成的磁化尘埃等离子体中尘埃声波的色散关系

研究了磁化尘埃等离子体中的尘埃声波,分别得到了由单一尘埃成分与多种尘埃成分组成的磁化尘埃等离子体中尘埃声波的色散关系,并对不同情形下的色散关系进行了分析.结果表明,单一成分尘埃声波的频率随ωcd和kz的增大而增大,多种成分尘埃声波的频率随ωcd的增大而增大,但与kz关系不大,而且尘埃尺寸差距越小,波的频率越小.     

星际介质中的纳米尘埃

星际尘埃,作为一种在宇宙中普遍存在的重要成分,在天文学研究中起着重要的作用.星际介质中的尘埃其尺寸分布涵盖从几个埃到几个亚微米的范围.对于有这样大的尺寸差异的星际尘埃,尘埃的热辐射机制差别很大.较大的尘埃颗粒,有比较大的吸收和发射截面,因而其吸收光子的速率和发射的速率也比较大,可以从吸收和发射能量的平衡来得出热平衡温度,并用热平衡温度和黑体辐射来计算其光谱.对于大小为纳米尺度或者更小的尘埃,由于其很小的尺寸,这类尘埃的热容量非常小.当这种尘埃吸收一个与其热容量相当或者更大能量光子的时候,尘埃就会经历一个非常明显的温度涨落:尘埃吸收一个紫外光子瞬间,其温度迅速上升,到达顶点后,由于尚没有外来能量的影响(因吸收截面小,吸收光子几率也非常小),尘埃开始通过热辐射降温,直到吸收另一个光子开始新的循环,这就是单光子加热模型(Single-Photon Heating Model).显然,热平衡和单光子加热是两个明显不同的过程.对于单光子加热,由于尘埃颗粒的温度涨落作用,尘埃不会处于一个稳定的平衡温度状态,因而不能用单一温度来描述其热辐射,必须计算出尘埃在温度涨落过程中的温度分布函数,然后计算其辐射谱.本文主要介绍纳米颗粒在星际空间中的存在证据,单光子加热模型,以及处于温度涨落中纳米颗粒的辐射特征.     

绝热放电现象和粒子碰撞对磁化尘埃等离子体中、低频静电波稳定性的影响

考虑到尘埃绝热放电现象、外磁场、碰撞、离子与尘埃温度之比、电子与离子数密度之比以及斜传播等因素对均匀尘埃等离子体中低频静电波的影响，其中包括高能离子和玻耳兹曼分布电子，运用简正模分析法，得出了低频波的色散关系．研究表明，以上诸因素对低频波有很大影响．研究中包括两种不同的低频波模式．在研究斜传播对低频波的影响时，发现当θ=π／2时，第一种模式是稳定的；而第二种模式存在一个稳定区域，即1.3≤θ≤1.7.