Пластиковая мишень помогла ученым приблизиться к разгадке секрета солнечной короны

Теперь у исследователей есть теория насчет необычной высокой температуры короны.

Китайские физики провели эксперимент, приблизивший их к объяснению одной из загадок Солнца. Температура видимой поверхности звезды составляет около 5500 градусов Цельсия, а внешняя атмосфера, корона, нагревается более чем до миллиона градусов. Теперь у ученых есть теория насчет того, как это работает.

Эксперимент провели на лазерной установке Shenguang-II. Четыре перекрывающихся лазерных пучка направили на пластиковую мишень с мелкими волнообразными неровностями, импульсы превратили часть материала в плазму. Она начала расширяться в окружающую среду меньшей плотности, при замедлении потока на границе двух сред появились характерные вытянутые образования.

Вокруг плазменных выступов возникли магнитные поля, причем у соседних структур они были направлены противоположно. Моделирование показало, что по мере роста выступов магнитные поля сближались и пересоединялись, нагревая плазму. Для сравнения физики повторили опыт с гладкой пластиковой мишенью: в этом случае поток оставался более однородным, а характерные выступы практически отсутствовали.

Анализ рентгеновского излучения показал, что при использовании рифленой мишени максимальная температура электронов достигала примерно 820000 градусов, а с ровной мишенью температура была почти вдвое ниже. Модель показала, что дополнительный нагрев появляется именно благодаря магнитному пересоединению.

Похожие условия могут возникать на Солнце во время коронального дождя, когда вдоль магнитных силовых линий падают «капли» относительно холодной и плотной плазмы. На границах плазменных потоков могут происходить те же процессы, что ученые обнаружили в ходе эксперимента.

Стоит отметить, что лабораторная плазма была значительно плотнее солнечной, а сам процесс протекал гораздо быстрее. Физики сопоставили основные параметры двух систем, однако эксперимент воспроизводил лишь часть процессов, происходящих в короне Солнца — возможно, на самом деле звезда устроена иначе.