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World File Search System星际介质
量子化学和化学信息学...
一个世纪前，量子力学诞生时，狄拉克声称发现了化学的基本原理，即原子和分子水平上的材料科学——但他也承认，要将其全面应用，需要开发有效的计算技术。接下来的十年记录了信息科学的诞生（冯·诺依曼和维格纳是这两门科学的创始人之一）：化学的发展和应用变得至关重要，如今已经成熟：量子化学解释和预测了在行星大气和星际介质的稀薄环境中发生的各种新现象，包括与热和非平衡等离子体相关的现象；新兴任务被强加给生物化学家，这对生命和健康科学来说是必需的工具；固体导体和半导体的电磁特性在光电应用方面的研究十分活跃；当前的圣杯是支持量子计算开发的化学硬件，微观、中观和宏观尺度的物理化学模型可以让人们积累大量数据——它们只能通过化学信息学方法来处理，以审查材料或分子的性质；既利用强大的机器学习方法获取原本无法获得的信息，又通过人工智能方法揭示行为的隐藏相关性和普遍性，而这些在当前复杂性理论的非线性方程中是模糊的。
社论：对太阳及其地理水平后果的高能过程的新见解
太阳在爆炸性太阳活动中释放了大量能量，例如太阳耀斑和冠状质量弹出（Webb和Howard，2012; Aschwanden等，2017; Benz，2017）。太阳能电晕可以加热到数百万度，大量带电的颗粒几乎可以加速到光速（Desai和Giacalone，2016年； Reames，2017）。加热的等离子体和高能量颗粒会在整个电磁频谱中增加太阳辐射，从无线电到伽马射线波长，这可能会在大约8分钟后立即对地球上层大气产生深远的影响。这些在地球上层大气中产生了额外的电离和加热，导致无线电停电，GNSS信号干扰和跟踪损失，航天器上的阻力增加，影响全球电路（GEC）以及许多其他现象（Botermer和Daglis，2007年； Buzulukova和buzulukova; Buzulukova and tsurutani; buzulukova and tsurutani; tsurutani; tasurutani; tacz22222;最近的研究表明，太阳耀斑效应可以通过电动力耦合扩展到地球的磁层（Liu等，2021; Liu等，2024）。当高能颗粒通过星际介质传播并到达地球附近（称为太阳能粒子（SEP）事件）时，它们可以对太空中的宇航员和航天器电子构成危险的辐射威胁（Vainio等人（Vainio等人，2009年，2009年； Shea and Smart，2012年）。该研究主题旨在在太阳及其地理上的后果上收集有关高能过程的科学贡献。本电子书中包含了八篇研究文章和一项综述，重点是太阳耀斑的多波长观察，加速度和能量颗粒的运输以及太阳喷发对耦合的磁层 - 离子层 - 热层 - 热层系统的影响。
在理想的银河流出中，辐射传输模拟的公共网格
绝大多数星形星系都被星际介质弹出的大量气体包围。紫外线的吸收和发射线代表强大的诊断，以通过氢和金属离子的谐振过渡来限制这些流量的凉爽相。对这些观察结果的解释通常很困难，因为它需要对气体中连续性和发射线传播的详细建模。为了实现这一目标，我们提供了一个大约20000个模拟光谱的大型公共网格，其中包括与Mg II，C II，C II，SI II和Fe II相关的H ilyα和五个金属过渡，可在线访问。光谱已经使用Rascas Monte Carlo辐射传输代码计算出5760个理想化的球形对称配置，围绕中心点源发射，并以其柱密度，多普勒参数，尘埃不透明，风速，风速以及各种密度和速度渐变为特征。旨在预测和解释LYα和金属线专利线，我们的网格表现出广泛的谐振吸收和发射特征，以及荧光线。我们说明了如何通过对观察到的LYα，C II和SI II光谱进行关节建模来帮助更好地限制风质。使用多云的模拟和病毒缩放关系，我们还表明，即使培养基被高度离子化，也有望成为T≈104-10 5 K的气体的忠实示踪剂。发现C II探测与LYα相同的温度范围，而其他金属线仅痕迹冷却器相（T≈104 K）。由于它们的气体不透明度在很大程度上取决于气体温度，入射辐射场，金属性和粉尘耗尽，因此我们要警告光学上的金属线不一定源自低H I柱密度，并且可能不会准确探测Lyman Continuum Continuum Continuum泄漏。
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超新星（SNS）是星际介质中重要的能量来源。超新星（SNR）的年轻残留物在X射线区域显示峰值发射，使其成为X射线观测的有趣对象。尤其是，由于其历史记录，接近性和亮度，Supernova Remnant SN1006引起了极大的兴趣。因此，已对其进行了许多X射线望远镜进行了研究。改善此残留物的X射线成像是一项重要但具有挑战性的任务，因为它通常需要对图像整个对象进行不同仪器响应的多次观察。在这里，我们使用Chandra观测来证明使用信息字段理论（IFT）的贝叶斯图像重建能力。我们的目标是从X射线观测值重建，脱卷和空间 - 光谱分辨的图像，并将发射分解为不同的形态，即弥漫性和点状。此外，我们的目标是将来自不同检测器和点的数据融合到马赛克中，并量化结果的不确定性。通过利用有关扩散发射和点源的空间和光谱相关结构的先验知识，该方法允许信号有效分解为这两个组件。为了加速成像过程，我们引入了一种多步进方法，其中使用单个能量范围获得的空间重建用于得出完整时空光谱重建的知情起点。我们将此方法应用于2008年和2012年的SN1006的11个Chandra观察结果，提供了残留物的详细，剥夺和分解的观点。尤其是，弥漫发射的分离视图应提供对残留物中心和冲击前剖面中复杂的小规模结构的新见解。例如，我们的分析揭示了在SN1006的冲击阵线下，锋利的X射线通量最多增加了两个数量级。
实验室产生的湍流无碰撞冲击中的电子加速
天体物理无碰撞激波是宇宙中最强大的粒子加速器之一。超新星遗迹激波是由超音速等离子体流与星际介质剧烈相互作用产生的，据观测，它可以放大磁场 1 并将电子和质子加速到高度相对论速度 2 – 4 。在完善的扩散激波加速模型 5 中，相对论粒子通过反复的激波穿越而加速。然而，这需要一个单独的机制来预加速粒子以实现激波穿越。这被称为“注入问题”，它与电子尤其相关，并且仍然是激波加速中最重要的难题之一 6 。在大多数天体物理激波中，激波结构的细节无法直接解决，因此很难确定注入机制。这里我们报告了激光驱动等离子体流实验和相关模拟的结果，这些实验和模拟探测了在与年轻超新星遗迹相关的条件下湍流无碰撞激波的形成。我们表明，电子可以通过激波向相对论非热能转变过程中产生的小尺度湍流在一阶费米过程中得到有效加速，从而有助于克服注入问题。我们的观测为激波时的电子注入提供了新的见解，并为在实验室内控制研究宇宙加速器的物理原理开辟了道路。大多数天体物理激波都是无碰撞的，这意味着它们是由等离子体不稳定性形成的，等离子体不稳定性通过磁场放大、等离子体加热和粒子加速来耗散流能 6、7。因此，粒子注入与激波形成机制和激波产生的湍流磁场的性质密切相关。这些过程通常受激波马赫数（激波速度与环境阿尔文或声速之比）控制，但其控制方式尚不十分清楚。长期以来，航天器对地球弓形激波的现场测量已经形成了我们对中等阿尔文马赫数（MA ≈ 3 − 10）下无碰撞激波的理解（参考文献 8）。然而，由于这些奇异遥远激波的局部条件约束不充分，我们对超新星遗迹（SNR）激波相关的甚高马赫数范围（MA ≫ 10）的了解要有限得多，而且大部分都是通过数值模拟获得的 9 – 12。在过去十年中，人们在利用千焦耳级激光器产生超音速超阿尔文等离子体方面做出了巨大努力