Дослідження магнітного перез'єднання
Китайські вчені відтворили в лабораторії процес магнітного перез'єднання, що може пояснити нагрівання сонячної корони до понад мільйона градусів Цельсія. Експеримент, проведений на лазерній установці Shenguang-II у Шанхаї, продемонстрував, як магнітні поля перетворюють накопичену енергію на тепло, нагріваючи плазму. Дослідження підтверджує, що магнітне перез'єднання може бути одним із механізмів нагрівання корони, проте для остаточних висновків необхідні подальші експерименти та спостереження.
Температура Сонця та експеримент
Видима поверхня Сонця має температуру близько 5500 °C, тоді як зовнішня атмосфера, або корона, нагрівається до понад 1 млн °C. У рамках дослідження вчені перевірили механізм магнітного перез'єднання, спрямовуючи чотири лазерні промені на пластикову мішень з хвилястою поверхнею. Імпульси лазера тривали одну мільярдну частку секунди, в результаті чого матеріал перетворився на плазму — газ із заряджених частинок. Плазма утворювала пальцеподібні та грибоподібні структури на межі розширення, навколо яких виникали магнітні поля, спрямовані в протилежні боки.
- Комп'ютерне моделювання показало, що магнітне перез'єднання викликало додаткове нагрівання плазми.
- Пікова температура електронів у плазмі з хвилястою мішенню становила приблизно 820 тис. °C, що майже вдвічі вища, ніж температура електронів у плазмі з гладкою мішенню.
- Без магнітних полів посилення нагрівання значною мірою зникало.
- Повторний експеримент із гладкою пластиковою мішенню показав рівномірний рух плазми без пальцеподібних утворень.
Дослідники також вивчають можливе середовище для магнітного перез'єднання на Сонці, зокрема ділянки коронального дощу, де холодна і щільна плазма опускається крізь гарячу корону. Окрім того, вчені вивчають роль наноспалахів як можливого джерела енергії для нагрівання корони. Однак лабораторний експеримент не відтворював усіх сонячних умов, зокрема щільність плазми та швидкість процесів, а також не відтворював повністю механізм накопичення магнітної енергії в сонячній атмосфері.
Це дослідження має важливе значення для розуміння фізичних процесів, які відбуваються на Сонці, і може допомогти в розробці нових моделей для пояснення високої температури сонячної корони. Розуміння механізмів нагрівання корони може також мати практичні наслідки для космічної погоди і її впливу на технології на Землі, зокрема на супутникові системи та електромережі. Подальші експерименти можуть дати більше інформації про ці складні процеси та їх роль у сонячній динаміці.
Дослідження магнітного перез'єднання не лише проливає світло на механізми нагрівання сонячної корони, а й відкриває нові перспективи в розумінні космічних явищ. Наприклад, фізики нещодавно виявили процес формування магнетарів при зіткненні нейтронних зірок, що також пов'язано з екстремальними магнітними полями. Ці відкриття можуть суттєво змінити наші уявлення про еволюцію зірок та їх вплив на навколишній космос.