Сонячні спалахи вже на Землі: вчені створили версію знаменитого явища у лабораторії

На Сонці щодня відбуваються викиди потоків плазми у космос у вигляді корональних петель, які іноді можуть перевищувати навіть розміри Землі. Щоб краще зрозуміти принцип їхньої роботи, вчені створили маленьку версію цих петель із плазми в лабораторії. За допомогою спеціального апарату фізики змогли створити симуляцію сонячного спалаху для вивчення потужного рентгенівського випромінювання та енергетичних часток, що поширюються по всій Сонячній системі, досягаючи Землі, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Сонячна активність

На Сонці постійно відбуваються потужні виверження з викидами великої кількості випромінювання та плазми у навколишній космос. Сонячні викиди часто досягають нашої планети, але завдяки магнітному полю ми не відчуваємо їх дуже шкідливого впливу, хоча геомагнітні бурі, що виникають, можуть вплинути на роботу енергосистем на Землі та навіть порушити радіозв'язок. Тому вчені намагаються дізнатися більше про те, як відбуваються спалахи на Сонці.

Але сучасні технології досі не дозволяють остаточно розібратися з процесами, що відбуваються в атмосфері нашої зірки. Тому фізики з Каліфорнійського технологічного інституту США вирішили створити подобу сонячного спалаху в лабораторних умовах.

Корональні петлі на Сонці

Вчені розробили спеціальний апарат, за допомогою якого можна створити такі сонячні структури як корональні петлі. Вони є дугою з плазми, що вивергається з поверхні Сонця і з'являються вздовж силових ліній магнітного поля в сонячній короні. Корональні петлі часто пов'язані з підвищеною сонячною активністю, такою як спалахи та корональні викиди маси.

Даний апарат складається з вакуумної камери, електромагнітів, електродів та трубок для подачі газу. Електромагніти створюють магнітне поле усередині вакуумної камери, куди подається газ. Через електроди надходить потужний електричний заряд за короткий проміжок часу. Таким чином відбувається іонізація газу і він перетворюється на плазму. А із цієї плазми утворюється корональна петля.

За словами вчених, їм вдалося створити корональну петлю завдовжки 20 см і діаметром 1 см всього на 10 мікросекунд. Хоча цей процес вони повторювали ще кілька разів. Для появи корональної петлі на такий крихітний період часу знадобилося стільки енергії, скільки потрібно для того, щоб протягом хвилини горіла звичайна лампочка потужністю в 100 Вт.

Розміщені поряд з апаратом камери фіксували в найдрібніших деталях весь процес утворення та зростання корональної петлі, що дозволило фізикам отримати багато важливої інформації про її формування, структуру та еволюцію.

За словами вчених, корональні петлі чимось нагадують за структурою звичайну мотузку, тобто вони складаються з окремих ниток.

"Роз'єднайте окремі нитки мотузки, і ви побачите, що вони є переплетінням ще дрібніших ниток і так далі. Схоже, корональні петлі працюють так само", — каже Ян Чжан з Каліфорнійського технологічного інституту.

За словами Чжана, виявляється, що ці петлі із плазми відповідають за появу спалахів рентгенівського випромінювання. Оскільки плазма є сильним провідником, по петлях йде струм, але іноді струм перевищує пропускну здатність петлі. Коли це відбувається, як показав експеримент, петля стає нестабільною і окремі нитки починають ламатися, що створює ще більший тиск на нитки, що залишилися. Коли нитка обривається, це викликає викид рентгенівського випромінювання.

Після проведення експерименту фізики провели аналіз зображень корональних петель на Сонці та виявили таку ж нестабільність, яка була пов'язана зі спалахом на Сонці.

За словами вчених, подальші спостереження за Сонцем дозволять краще зрозуміти процес появи потужних викидів енергії, відомих як спалахи. Водночас фізики хочуть у лабораторних умовах створити нові корональні петлі, щоб зрозуміти, які саме спалахи викликають різні способи формування цих потоків плазми.

Раніше Фокус вже писав про те, що астрофотограф з Аргентини зміг сфотографувати дивовижне явище, що відбувається на Сонці, коли потоки плазми у вигляді водоспаду опускаються на поверхню зірки. У цьому висота цього сонячного водоспаду становить приблизно 100 000 км.