Сонячний спалах у крихітному масштабі відтворили у лабораторії

Дослідники з Каліфорнійського технічного інституту збудували в лабораторії модель плазмової петлі,

що формується на поверхні Сонця. Дослідження показало, як формуються потужні вибухи, які викидають у космічний простір прискорені заряджені частинки та рентгенівське випромінювання.

Для проведення аналізу фізики збудували вакуумнукамери з подвійними електродами всередині. Вони зарядили конденсатор, потім пропустили енергію через електроди, щоб створити мініатюрну петлю сонячної корони. Весь процес фіксувався на камеру, що робить 10 млн знімків на секунду. Кожен цикл тривав близько 10 мкс і приводив до формування петлі довжиною 20 см і діаметром близько 1 см. Хоча вона набагато менша за сонячну, структура ідентична реальній.

Подібність між реальною (згори) та лабораторною (знизу) сонячними спалахами. Зображення: Bellan Lab, Caltech

Дослідження показало, що петлі сонячної корониє не єдиною структурою, а скоріше фрактально сплетеними нитками, схожими на велику мотузку. «Якщо ви розріжете шмат мотузки, ви побачите, що він складається з переплетень окремих ниток. Роз'єднайте ці окремі нитки, і ви побачите, що вони є коси з ще більш дрібних ниток і так далі. Плазмові петлі працюють так само», — каже Ян Чжан, співавтор дослідження.

Вчені встановили, що така структура важлива длягенерації високо енергійних частинок та рентгенівського випромінювання під час спалаху на Сонці. Плазма – сильний електричний провідник. Але коли надто великий струм намагається пройти через петлю сонячної корони, структура зазнає зміни. У петлі утворюється згин - нестабільність у вигляді штопора, в результаті окремі нитки починають рватися. При цьому кожна нитка скидає навантаження на ті, що залишилися.

Лабораторна симуляція сонячного спалаху. Зображення: Bellan Lab, Caltech

Вивчаючи процес мікросекунди за мікросекундою,вчені помітили сплеск негативної напруги, пов'язаний зі спалахом рентгенівського випромінювання, якраз у той момент, коли нитка обірвалася. Ця зміна напруги подібна до падіння тиску, яке виникає в місці звуження водопровідної труби. Електричне поле від цього сплеску напруги прискорює заряджені частинки до екстремальної енергії, а потім, коли вони сповільнюються, випромінюються рентгенівські промені.

Читати далі:

Червоний ореол спалахнув над Італією. Тепер його природу пояснили

Названий спосіб знизити апетит без хірургічного втручання

Експеримент із насінням чиа підтвердив знамениту математичну модель Алана Тьюринга

На обкладинці симуляція плазмової петлі на поверхні Сонця. Зображення: Bellan Lab, Caltech