Los investigadores de Caltech construyeron un modelo de bucle de plasma en el laboratorio.
Para realizar el análisis, los físicos construyeron un vacío.Cámara con electrodos dobles en su interior. Cargaron un condensador y luego pasaron la energía a través de electrodos para crear un circuito de corona solar en miniatura. Todo el proceso fue grabado en una cámara que toma 10 millones de fotografías por segundo. Cada ciclo duró aproximadamente 10 μs y resultó en la formación de un bucle de 20 cm de largo y aproximadamente 1 cm de diámetro, que aunque es mucho más pequeño que el solar, la estructura es idéntica a la real.
Similitudes entre las erupciones solares reales (arriba) y de laboratorio (abajo). Imagen: Laboratorio Bellan, Caltech
El estudio mostró que los bucles de la corona solarno son una sola estructura, sino hilos tejidos fractalmente, similares a una gran cuerda. “Si cortas un trozo de cuerda, verás que consiste en tejidos de hilos individuales. Separa estos mechones individuales y verás que son trenzas de mechones aún más finos, y así sucesivamente. Los bucles de plasma funcionan exactamente de la misma manera”, dice Yang Zhang, coautor del estudio.
Los científicos han encontrado que tal estructura es importante parageneración de partículas de alta energía y rayos X durante una erupción solar. El plasma es un conductor eléctrico fuerte. Pero cuando demasiada corriente intenta pasar a través del bucle de la corona solar, la estructura sufre un cambio. Se forma una curva en el bucle: inestabilidad en forma de sacacorchos, como resultado, los hilos individuales comienzan a romperse. En este caso, cada hilo alivia la carga de los restantes.
Simulación de laboratorio de una llamarada solar. Imagen: Laboratorio Bellan, Caltech
Estudiando el proceso microsegundo a microsegundo,los científicos notaron el pico en el voltaje negativo asociado con el estallido de rayos X justo cuando se rompía el filamento. Este cambio de voltaje es similar a la caída de presión que ocurre cuando se estrecha una tubería de agua. El campo eléctrico de este pico de voltaje acelera las partículas cargadas a energías extremas y luego, a medida que disminuyen la velocidad, se emiten rayos X.
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En la portada: una simulación de un bucle de plasma en la superficie del Sol. Imagen: Laboratorio Bellan, Caltech