В Китае исследовали возможный механизм нагрева солнечной короны — ScienceAlert

Исследователи в Шанхае провели лабораторный эксперимент с лазерной плазмой, который продемонстрировал процесс преобразования магнитной энергии в тепло. Он может помочь объяснить часть чрезвычайно высокой температуры солнечной короны — внешней атмосферы Солнца, сообщает ScienceAlert.

Температура видимой поверхности Солнца составляет около 5 500 °C, тогда как корона может нагреваться до более чем миллиона градусов Цельсия. Одним из возможных источников такого нагрева считают многочисленные небольшие вспышки, или нановспышки. Новое исследование сосредоточилось на возможном механизме их возникновения.

Эксперимент с лазерной плазмой

Команда, в которую вошли Вэй Сунь из Китайского института атомной энергии и Юнли Пин из Пекинского педагогического университета, использовала лазерную установку Shenguang-II в Шанхае. Четыре лазерных луча направили на пластиковую мишень с мелкими волнистыми неровностями. Импульсы длительностью в одну миллиардную секунды превратили материал мишени в плазму.

Когда плазма расширялась и замедлялась, на ее границе возникли пальцеобразные и грибовидные структуры. Это явление известно как неустойчивость Рэлея—Тейлора. Плазма также создавала собственные магнитные поля вокруг этих структур, причем в соседних областях поля имели противоположные направления.

Больше актуальных новостей — в Telegram-канале UA.News Telegram.

Нагрев плазмы

Компьютерное моделирование показало, что расширяющиеся структуры сближали магнитные поля, позволяя им пересоединяться. При таком магнитном пересоединении накопленная энергия высвобождается и нагревает плазму.

Для сравнения ученые повторили опыт с гладкой пластиковой мишенью. В этом случае поток плазмы был более ровным и не образовывал характерных пальцеобразных структур. По рентгеновскому излучению исследователи оценили температуру электронов: в опыте с волнистой поверхностью она достигла примерно 820 000 °C, что почти вдвое превысило показатель для гладкой мишени.

В отдельной компьютерной симуляции, где не позволяли формироваться магнитным полям, дополнительный нагрев в значительной степени исчез. Авторы предполагают, что на Солнце похожие условия могут возникать во время коронального дождя, когда относительно холодная и плотная плазма опускается через окружающую атмосферу. В то же время лабораторная плазма была значительно плотнее, а процесс происходил гораздо быстрее, чем предполагаемые солнечные нановспышки. Результаты исследования опубликовали в журнале Physical Review Letters.