Солнечные вспышки уже на Земле: ученые создали версию знаменитого явления в лаборатории

На Солнце ежедневно происходят выбросы потоков плазмы в космос в виде корональных петель, которые иногда могут превышать даже размеры Земли. Чтобы лучше понять принцип их работы, ученые создали маленькую версию этих петель из плазмы в лаборатории. С помощью специального аппарата физики смогли создать симуляцию солнечной вспышки для изучения мощного рентгеновского излучения и энергетических частиц, которые распространяются по всей Солнечной системе, достигая и Земли, пишет ScienceAlert.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Солнечная активность

На Солнце постоянно происходят мощные извержения с выбросами большого количества излучения и плазмы в окружающий космос. Солнечные выбросы часто достигают нашей планеты, но благодаря магнитному полю мы не ощущаем их очень вредного влияния, хотя возникающие геомагнитные бури могут повлиять на работу энергосистем на Земле и даже нарушить радиосвязь. Поэтому ученые пытаются больше узнать о том, как происходят вспышки на Солнце.

Но современные технологии до сих пор не позволяют до конца разобраться с процессами, происходящими в атмосфере нашей звезды. Поэтому физики из Калифорнийского технологического института, США, решили создать подобие солнечной вспышки в лабораторных условиях.

Корональные петли на Солнце

Ученые разработали специальный аппарат, с помощью которого можно создать такие солнечные структуры, как корональные петли. Они представляют собой дугу из плазмы, которая извергается с поверхности Солнца и появляются вдоль силовых линий магнитного поля в солнечной короне. Корональные петли часто связаны с повышенной солнечной активностью, такой как вспышки и корональные выбросы массы.

Данный аппарат состоит из вакуумной камеры, электромагнитов, электродов и трубок для подачи газа. Электромагниты создают магнитное поле внутри вакуумной камеры, куда подается газ. Через электроды поступает мощный электрический заряд за очень короткий промежуток времени. Таким образом происходит ионизация газа и он превращается в плазму. А из этой плазмы образуется корональная петля.

По словам ученых, им удалось создать корональную петлю длиной в 20 см и диаметром в 1 см всего на 10 микросекунд. Хотя этот процесс они повторяли затем еще несколько раз. Для появления корональной петли на такой крошечный период времени потребовалось столько же энергии, сколько нужно для того, чтобы в течение минуты горела обычная лампочка мощностью в 100 Вт.

Размещенные рядом с аппаратом камеры фиксировали в мельчайших деталях весь процесс образовании и роста корональной петли, что позволило физикам получить много важной информации о ее формировании, структуре и эволюции.

По словам ученых, корональные петли чем-то напоминают по структуре обычную веревку, то есть они состоят из отдельных нитей.

"Разъедините отдельные нити веревки, и вы увидите, что они представляют собой переплетения еще более мелких нитей и так далее. Похоже, корональные петли работают точно так же", — говорит Ян Чжан из Калифорнийского технологического института.

По словам Чжана, оказывается, что эти петли из плазмы отвечают за появление вспышек рентгеновского излучения. Поскольку плазма является сильным проводником, по петлям идет ток, но время от времени ток превышает пропускную способность петли. Когда это происходит, как показал эксперимент, петля становится нестабильной и отдельные нити начинают ломаться, что оказывает еще большее давление на оставшиеся нити. Когда нить обрывается, это вызывает выброс рентгеновского излучения.

После проведения эксперимента физики провели анализ изображений корональных петель на Солнце и обнаружили такую же нестабильность, которая была связана с вспышкой на Солнце.

По словам ученых, дальнейшие наблюдения за Солнцем позволят лучше понять процесс появления мощных выбросов энергии, известных как вспышки. В то же время физики хотят в лабораторных условиях создать новые корональные петли, чтобы понять какие именно вспышки вызывают разные способы формирования этих потоков плазмы.

Ранее Фокус уже писал о том, что астрофотограф из Аргентины смог запечатлеть удивительное явление, происходящее на Солнце, когда потоки плазмы в виде водопада опускаются на поверхность звезды. При этом высота этого солнечного водопада составляет примерно 100 000 км.