Вчені розкрили одну з головних таємниць Сонця

Вчені з Китаю провели лабораторний експеримент, який може розкрити одну з головних таємниць Сонця. Зовнішні шари атмосфери нашої зірки на сотні градусів гарячіші, ніж її видима поверхня. Температура поверхні Сонця сягає 5500 градусів Цельсія, тоді як його корона може нагріватися до мільйонів градусів, повідомляє Science Alert.

У ході нового дослідження команда вчених, до якої увійшли Вей Сунь з Китайського інституту атомної енергії та Юнлі Пін з Пекінського педагогічного університету, прагнула з’ясувати, як на Сонці можуть виникати невеликі вивільнення енергії.

Дослідники припустили, що величезна кількість крихітних спалахів, які називаються наноспалахами, може в сукупності сприяти підтримці температури сонячної корони. Вони провели експеримент, який мав продемонструвати можливий механізм запуску деяких із цих явищ.

Сонце складається з плазми — речовини, що містить електрично заряджені частинки. Через це середовище проходять магнітні поля. Коли спрямовані в протилежні боки магнітні поля зближуються й змінюють свою конфігурацію, накопичена енергія може вивільнятися, нагріваючи частинки. Цей процес називається магнітним перез’єднанням.

Щоб зрозуміти, як ці поля можуть взаємодіяти, вчені використали установку Shenguang-II у Шанхаї. Вони спрямували чотири лазерні промені, що перекривали один одного, на пластикову мішень із дрібнорельєфною поверхнею. Імпульси тривалістю в мільярдну частку секунди перетворили матеріал мішені на плазму.

У міру того як плазма розширювалася в навколишнє, набагато менш щільне середовище й сповільнювалася, нерівності на межі розділу перетворювалися на витягнуті «пальці» та грибоподібні структури. Це явище відоме як нестійкість Релея — Тейлора. Крім того, навколо цих «пальців» плазма генерувала власні магнітні поля, причому в сусідніх структурах вони були спрямовані в протилежні боки.

Комп’ютерне моделювання показало, як «пальцеподібні» структури, що розширюються, зближують магнітні поля, дозволяючи їм з’єднатися й нагріти навколишню плазму. Для порівняння дослідники повторили експеримент із плоскою пластиковою мішенню. У цьому випадку потік плазми виявився більш однорідним — без будь-яких «пальцеподібних» структур.

Аналізуючи рентгенівське випромінювання плазми, вчені визначили температуру її електронів — негативно заряджених частинок, що входять до її складу. При використанні мішені з нерівною поверхнею пікова температура електронів досягала значень, еквівалентних приблизно 820 тисячам градусів Цельсія. У випадку з плоскою мішенню цей показник виявився приблизно вдвічі нижчим.

У окремому комп’ютерному моделюванні, під час якого було виключено виникнення магнітних полів, додаткове нагрівання здебільшого зникло — що є ще одним підтвердженням їхньої значущої ролі.

На Сонці можуть складатися схожі умови: відносно холодна щільна плазма опускається крізь атмосферу, що її оточує. Це явище, яке називають «корональним дощем», здатне призвести до виникнення меж, у межах яких розвивається нестійкість.

Нещодавно вчені заявили, що наше Сонце здатне викидати суперспалахи, які спостерігаються на інших зірках. На це вказала пляма, розміри якої перевищували Землю в 40 разів.