Stworzyli "rozbłyski słoneczne" w laboratorium. Miały wielkość banana

Aktywność Słońca jest od wielu lat przedmiotem badań astronomów, jednak wiele jej aspektów wciąż pozostaje dla nas tajemnicą. Chociaż wiemy, co powoduje rozbłyski słoneczne, dopiero teraz zaczynamy docierać do sedna mechanizmu ich powstania. Opublikowane na łamach czasopisma "Nature Astronomy" badanie amerykańskich naukowców daje nam nowy wgląd w ten proces i możliwość jego obserwacji... na Ziemi.

Przedmiotem analizy były pętle koronalne - łuki plazmy wznoszące się nad powierzchnię Słońca, rozmieszczone wzdłuż linii pola magnetycznego. Zazwyczaj rozwijają się one powoli, ale czasami mogą nagle wystrzelić ogromną ilość energii. Zjawisko to nazywane jest rozbłyskiem słonecznym, a jego moc może być miliardy razy silniejsza niż najpotężniejszego wybuchu jądrowego.

Jak tłumaczył Paul Bellan z Kalifornijskiego Uniwersytetu Technicznego (CalTech), współautor artykułu, istnieją dwie metody badań nad pętlami koronalnymi. Pierwszą z nich jest obserwacja Słońca w nadziei na uchwycenie szczegółów zjawiska, a drugą, wygodniejszą - symulacja pętli w laboratorium. Naukowcy zbudowali w tym celu komorę próżniową z podwójnymi elektrodami. Układ na kilka mikrosekund został naładowany energią wystarczającą do zasilenia stutysięcznego miasta, a następnie rozładowany, co stworzyło miniaturową pętlę koronalną.

Każda pętla utrzymuje się przez około 10 mikrosekund, ma długość 20 centymetrów i średnicę 1 cm. Mimo wielkości porównywalnej z dojrzałym bananem, strukturalnie jest ona identyczna, co ta prawdziwa. Pętle rejestrowane są za pomocą kamery zdolnej do zarejestrowania 10 milionów klatek na sekundę, a mimo ogromnej ilości energii, pojedynczy eksperyment zużywa zaledwie tyle, ile potrzeba do działania 100-watowej żarówki przez około minutę.

Dzięki symulacji naukowcom udało się zaobserwować, że pętle koronalne nie wydają się pojedynczą strukturą, na jaką wyglądają z Ziemi, ale składają się z węższych nici plazmy, zaplecionych jak warkocze.

- Jeśli rozplączemy kawałek liny, zobaczymy, że składa się ona z węższych pasm - wyjaśnił Yang Zhang, główny autor artykułu. -Gdy rozciągniemy pojedyncze nitki, zobaczymy, że są one splecione z jeszcze drobniejszych włókien, i tak dalej. Pętle plazmy wydają się zachowywać w ten sam sposób.

Jak twierdzą naukowcy, taka struktura pomaga w generowaniu wybuchów promieniowania rentgenowskiego związanych z rozbłyskami słonecznymi. Plazma jest silnym przewodnikiem elektrycznym, ale gdy zbyt duży prąd próbuje przepłynąć przez pętlę korony słonecznej, jej struktura zostaje naruszona. Pętla zaczyna się rozwijać, a poszczególne pasma - rwać. W momencie zerwania emitowany jest impuls promieniowania rentgenowskiego, a każda przerwana nić przenosi naprężenia na pozostałe.

- Jak w przypadku zbyt mocno naciągniętej gumki, pętla koronalna staje się coraz dłuższa i cieńsza, aż do momentu, w którym po prostu pęka - dodał Seth Pree, współautor badania.