Forskare vid California Institute of Technology har byggt en modell av en plasmaslinga i labbet.
För att genomföra analysen byggde fysiker ett vakuumkammare med dubbla elektroder inuti. De laddade en kondensator och skickade sedan energin genom elektroder för att skapa en solkoronaslinga i miniatyr. Hela processen spelades in på en kamera som tar 10 miljoner bilder per sekund. Varje cykel varade i cirka 10 μs och resulterade i bildandet av en ögla som var 20 cm lång och cirka 1 cm i diameter. Även om den är mycket mindre än den solenergiska, är strukturen identisk med den verkliga.
Likheter mellan verkliga (överst) och laboratorie- (nederst) solflammor. Bild: Bellan Lab, Caltech
Studien visade att solkoronans slingorär inte en enda struktur, utan snarare fraktalt vävda trådar, liknande ett stort rep. "Om du skär en bit rep ser du att den består av vävar av enskilda trådar. Separera dessa enskilda trådar och du kommer att se att det är flätor av ännu finare trådar, och så vidare. Plasmaslingor fungerar på exakt samma sätt”, säger Yang Zhang, medförfattare till studien.
Forskare har funnit att en sådan struktur är viktig förgenerering av högenergipartiklar och röntgenstrålar under en solflamma. Plasma är en stark elektrisk ledare. Men när för mycket ström försöker passera genom solkoronaslingan, genomgår strukturen en förändring. En böj bildas i slingan - instabilitet i form av en korkskruv, som ett resultat börjar enskilda trådar att gå sönder. I det här fallet avlastar varje tråd belastningen på de återstående.
Laboratoriesimulering av en solflamma. Bild: Bellan Lab, Caltech
Att studera processen mikrosekund för mikrosekund,forskarna märkte ökningen i negativ spänning i samband med explosionen av röntgenstrålar precis när glödtråden bröts. Denna spänningsförändring liknar tryckfallet som uppstår vid avträngningen av ett vattenrör. Det elektriska fältet från denna spänningsspik accelererar de laddade partiklarna till extrema energier, och när de saktar ner sänds röntgenstrålar ut.
Läs mer:
En röd gloria blossade upp över Italien. Nu har dess natur förklarats
Utnämnt ett sätt att minska aptiten utan operation
Chia-fröexperiment bekräftar Alan Turings berömda matematiska modell
På omslaget: en simulering av en plasmaslinga på solens yta. Bild: Bellan Lab, Caltech