Орбита вокруг Земли несёт на себе большое количество спутников, которые предоставляют нам широкий спектр услуг, начиная от цифрового телевидения и заканчивая радио «GPS» навигацией. Но, несмотря на то, что эти космические аппараты парят высоко над Землёй, они всё равно уязвимы к погоде — только эта погода исходит уже не от Земли, а от Солнца, сообщает «SciencePlanet.ru».
Большие солнечные вспышки — или плазма, что извергается с поверхности Солнца, может причинить значительный ущерб, как в космосе, так и на Земле. Именно поэтому исследователи из «Калифорнийского технологического института» (California Institute of Technology) работают, чтобы узнать больше о возможных предшественниках солнечных вспышек, названных плазменными петлями. В ходе своей работы учёные смогли воссоздали эти петли в своей лаборатории.
«Мы изучаем солнечные петли, которые вносят свой вклад в космическую погоду», — говорит Пол Беллан, профессор прикладной физики в «Калифорнийском технологическом институте». Например, мы не могли бы знать о появлении урагана, если бы не знали о предшествующих его событиях, таких как высокое и низкое давления. То же самое относится и к солнечным вспышкам. Изучив более подробно эти явления, мы могли бы за два дня предупреждать о массовых вспышках на Солнце».
Лабораторные исследования плазменных петель проводились аспирантом Евой Стенсон и Полом Белланом, которые 13-го августа 2012-го года изложили все свои наблюдения в последнем выпуске журнала «Physical Review Letters».
Они обнаружили, что поведение всеобъемлющей плазменной петли, которая представляет собой горячий, ионизованный газ, контролируют две магнитные силы. «Одна сила расширяет радиус арки и удлиняет цикл, а другая непрерывно сгибает плазму с обоих концов в петлю», — объясняет Беллан.
Стенсон и Беллан изучали плазменные петли, которые они произвели с помощью импульсного питания. Внутри вакуумной камеры, электромагниты создали арочное магнитное поле. Затем, с обоих концов арки пустили водород и азот, а после чего электрический ток высокого напряжения для ионизации газа, который превращает его в плазму. Плазма движется с минимальной скоростью, около шести миль в секунду.
«Все три этапа: магнитное поле, газ и высокое напряжение, происходят при вспышке света внутри камеры», — говорит Стенсон. «Мы используем высокоскоростные камеры с оптическими фильтрами, чтобы зафиксировать поведение плазмы».
Нанося цветную маркировку на вливающуюся плазму, оптические фильтры наглядно продемонстрировали поток, исходящий из двух концов петли. Хотелось бы отметить, что до Беллана никто и никогда не использовал данную технику раньше. В камере, красный плазменный поток входит в петлю с одного конца, то время как синяя плазма одновременно впадает в цикл с другого конца.
«В каждом эксперименте можно увидеть только свет со стороны водорода или со стороны азота в изображениях», — объясняет Стенсон. «Но эти эксперименты очень воспроизводимые, поэтому мы можем положить отдельные изображения друг на друга и увидеть плазму в одной цельной картинке».
Далее, лаборатория Беллана будет проверять, как две петли взаимодействуют друг с другом. «Мы хотим увидеть, могут ли они сливаться и образовывать один большой цикл», — говорит Беллан. «Некоторые учёные считают, что это именно то, как образуются большие плазменные петли на Солнце».
Данное исследование финансируется «Национальным научным фондом» (National Science Foundation), «Министерством энергетики США» (U. S. Department of Energy) и «Управлением научных исследований ВВС» (Air Force Office of Scientific Research).
Источник: scienceplanet.ru
