W Chinach zbadano możliwy mechanizm nagrzewania korony słonecznej — ScienceAlert

Badacze w Szanghaju przeprowadzili laboratoryjny eksperyment z plazmą laserową, który zademonstrował proces przekształcania energii magnetycznej w ciepło. Może on pomóc wyjaśnić część niezwykle wysokiej temperatury korony słonecznej — zewnętrznej atmosfery Słońca, informuje ScienceAlert.

Temperatura widocznej powierzchni Słońca wynosi około 5500°C, podczas gdy korona może nagrzewać się do ponad miliona stopni Celsjusza. Za jedno z możliwych źródeł takiego nagrzewania uważa się liczne niewielkie rozbłyski, czyli nanorozbłyski. Nowe badanie skupiło się na możliwym mechanizmie ich powstawania.

Eksperyment z plazmą laserową

Zespół, w którego skład weszli Wei Sun z Chińskiego Instytutu Energii Atomowej oraz Yongli Ping z Pekińskiego Uniwersytetu Pedagogicznego, wykorzystał instalację laserową Shenguang-II w Szanghaju. Cztery wiązki laserowe skierowano na plastikowy cel z drobnymi falistymi nierównościami. Impulsy trwające jedną miliardową sekundy przekształciły materiał celu w plazmę.

Gdy plazma rozszerzała się i zwalniała, na jej granicy pojawiły się struktury przypominające palce i grzyby. Zjawisko to jest znane jako niestabilność Rayleigha-Taylora. Plazma wytwarzała również własne pola magnetyczne wokół tych struktur, przy czym pola w sąsiednich obszarach miały przeciwne kierunki.

Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.

Nagrzewanie plazmy

Modelowanie komputerowe wykazało, że rozszerzające się struktury zbliżały pola magnetyczne, umożliwiając im ponowne połączenie. Podczas takiego rekonfigurowania pól magnetycznych zgromadzona energia jest uwalniana i ogrzewa plazmę.

Dla porównania naukowcy powtórzyli eksperyment z gładkim plastikowym celem. W tym przypadku przepływ plazmy był bardziej równomierny i nie tworzył charakterystycznych struktur przypominających palce. Na podstawie promieniowania rentgenowskiego badacze oszacowali temperaturę elektronów: w eksperymencie z falistą powierzchnią osiągnęła ona około 820 000°C, czyli niemal dwukrotnie więcej niż w przypadku gładkiego celu.

W oddzielnej symulacji komputerowej, w której nie pozwolono na formowanie się pól magnetycznych, dodatkowe nagrzewanie w dużej mierze zniknęło. Autorzy przypuszczają, że na Słońcu podobne warunki mogą występować podczas deszczu koronalnego, gdy względnie chłodna i gęsta plazma opada przez otaczającą atmosferę. Jednocześnie plazma laboratoryjna była znacznie gęstsza, a proces zachodził znacznie szybciej niż przypuszczalne słoneczne nanorozbłyski. Wyniki badania opublikowano w czasopiśmie Physical Review Letters.