Исследователи из Калифорнийского технологического института (Caltech) провели имитацию солнечных вспышек размером с банан, с целью разгадать процесс, при котором эти мощные взрывы выбрасывают в космос потенциально опасные энергетические частицы и рентгеновские лучи.
Солнечные петли, известные как корональные петли, представляют собой арки из плазмы, выпрямленные вдоль линий магнитного поля Солнца. Магнитные поля направляют движение заряженных частиц в плазме. Эти петли могут подниматься на высоту до 100 000 километров над поверхностью Солнца и сохраняться на протяжении нескольких минут или даже часов. Иногда они могут внезапно выбросить в космос огромное количество энергии, что в миллиарды раз превышает энергию самого мощного ядерного взрыва на Земле. Это внезапное выброс энергии называется солнечной вспышкой.
Солнечные вспышки порождают заряженные частицы и рентгеновские лучи, которые представляют потенциальную угрозу для космических аппаратов и астронавтов, а также могут воздействовать на земные коммуникации и энергосети.
Исследователи с Caltech создали лабораторную модель корональных петель, чтобы понять, как они формируются и ведут себя. В лаборатории была построена вакуумная камера с двумя электродами, исследователи заряжали конденсатор, чтобы создать миниатюрную версию корональной петли Солнца. Каждая такая петля длится всего около 10 микросекунд и имеет размеры порядка нескольких сантиметров. Тем не менее, структура этих петель в точности соответствует настоящим петлям, что позволяет исследователям моделировать и изучать их.
Исследования позволили выяснить, что корональные петли не представляют собой однородные структуры, а состоят из сложных переплетенных нитей. Когда слишком большой ток проходит через корональную петлю, она может развить излом, подобный штопору, и отдельные нити начнут рваться. Этот процесс сопровождается всплеском отрицательного напряжения, аналогичного падению давления в сужении трубы. Это электрическое поле ускоряет заряженные частицы до высокой энергии, и когда они замедляются, они излучают рентгеновские лучи.
Дальнейшие исследования будут направлены на изучение того, как корональные петли могут объединяться и изменять свою конфигурацию, а также на выяснение, сопровождаются ли такие процессы всплесками энергии.