SUNCE redovito izbacuje ogromne stupove plazme koji su često više puta veći nego naš planet. Kako bi bolje razumjeli kako funkcionira ovaj fenomen, znanstvenici su stvorili verziju solarnih baklji koja bi mogla stati u kutiju za cipele (naravno, pritom bi je vjerojatno zapalila).
Fizičari su upotrijebili aparat koji pretvara snažne izboje elektriciteta u petlje plazme i modelirali malene solarne baklje kako bi mogli bolje proučiti X-zrake i energetske čestice koje struju kroz Sunčev sustav. "Prilikom promatranja Sunca možemo detektirati čestice i X-zrake, ali ne možemo vidjeti mehanizam generiranja jer se ubrzanje čestica događa na skali koja je manja od razlučivosti promatranja", napisali su znanstvenici u istraživanju.
Proizveli sićušne solarne baklje
Sunce je izrazito dinamična, uzburkana kugla plazme koja svojim erupcijama može utjecati na planete u Sunčevom sustavu. Magnetosfera i atmosfera Zemlje nas štite od visokoenergetskih rendgenskih zraka, ali solarne baklje i dalje mogu ometati rad satelita ili svemirskih letjelica, navigacijske i komunikacijske tehnologije te prouzročiti fluktuacije i prekide u električnoj mreži.
Stoga je normalno da znanstvenici žele što više saznati o mehanizmu putem kojeg naša zvijezda stvara i izbacuje gorući materijal. Problem je što promatranjem Sunca možemo skupiti ograničenu količinu podataka. Kako bi detaljnije proučili fenomen baklji, fizičari su ih odlučili stvoriti u laboratoriju, ali na puno manjoj skali.
Fizičar Paul Bellan s Caltecha dizajnirao je uređaj koji može stvarati koronalne petlje - duge, zatvorene lukove užarene plazme koja izbija iz solarne fotosfere, duž linija magnetskog polja. Te petlje su često povezane s povećanom solarnom aktivnošću, poput baklji i izbacivanja koronalne mase, piše Science Alert.
"Svaki eksperiment troši približno onoliko energije koliko je potrebno da žarulja od 100 W radi oko jedne minute. Potrebno je samo nekoliko minuta da se napuni kondenzator", objasnio je Bellan.
Petlje funkcioniraju kao užad
Petlje proizvedene u laboratoriju traju samo 10 mikrosekundi i vrlo su male; dugačke su oko 20 centimetara, a promjer im je jedan cm. Unatoč tome, znanstvenici su mogli detaljno analizirati njihov nastanak, strukturu i evoluciju.
Stručnjaci su nedavno uvidjeli da petlje osim što izgledaju poput užeta, imaju i strukturu koja mu nalikuje. Tijekom ovog novog istraživanja, fizičari su otkrili kakvu ulogu ima ova struktura u proizvodnji solarnih izbačaja.
"Komad užeta se sastoji od zapletenih pojedinačnih niti. Ako razdvojimo te niti, vidjet ćemo da se sastoje od još manjih niti i tako dalje. Čini se da petlje plazme funkcioniraju na isti način", rekao je fizičar Yang Zhang s Caltecha.
Što su saznali tijekom eksperimenta?
Pokazalo se da su te niti odgovorne za eksplozije X-zraka. Budući da je plazma jak vodič, struja teče kroz petlje; ali tu i tamo premaši njihov kapacitet; poput prevelike količine vode koja teče kroz crijevo. Kada se to dogodi, petlja postaje nestabilna, a pojedinačne niti počinju pucati, što stavlja još veći pritisak na preostale niti. Kada nit pukne, dolazi do eksplozije rendgenskih zraka i ubrzavanja nabijenih čestica u plazmi.
Istraživanje naziva Generation of laboratory nanoflares from multiple braided plasma loops objavljeno je u časopisu Nature Astronomy.