Ученые воспроизводят солнечные вспышки в лаборатории, исправляя давнее предположение

Дуэт ученых из Калифорнийского технологического института, исследующих структуру солнечной короны, обнаружил и воспроизвел стабильное равновесное состояние для закрученных трубок плазмы, которые образуют солнечные вспышки. Они опубликовали свои результаты в Physical Review Letters, показав, как эти плетеные магнитные структуры сохраняют свою форму. Результаты также показывают, что их поведение неизменно в различных масштабах.

Команда создала копии солнечных вспышек длиной до 50 сантиметров, используя вакуумную камеру в лаборатории. Намагниченная плазма, которую они создали в ходе эксперимента, автоматически сформировала плетеную структуру из двух "канатов потока", обвивающихся друг вокруг друга, образуя стабильную структуру двойной спирали.

Это исследование дало ответы на давнюю загадку. До сих пор ученые считали, что параллельные электрические токи, возникающие в таких оплетенных канатах, должны стягивать их вместе, пока они не сольются. Теперь исследователи из Калифорнийского технологического института продемонстрировали, что в то время как токи, текущие по длине веревок, заставляют их притягиваться, компоненты токов, текущих в направлении оплетки, отталкиваются, поскольку они антипараллельны. При "критическом угле спирали" - точке, в которой противоположные магнитные силы приходят в равновесие, - возникает стабильное равновесие с низким энергопотреблением.

Чтобы продемонстрировать масштабируемость своих результатов, исследователи создали математическую модель, которая не только предсказала поведение этих структур в их лаборатории, но и точно описала структуру туманности Двойная спираль. Туманность Двойная спираль - это плазменное образование шириной 70 световых лет, расположенное в 25 000 световых лет от Земли. Используя только наблюдаемый диаметр и кручение туманности, модель правильно предсказала ее стабильную структуру.