Астрономи вперше змоделювали викиди сонячної плазми у лабораторних умовах

Дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту (Cal­tech) віднайшли ключ до розуміння так званих магнітних флюс-канатів — плазмових структур, переплетених із магнітними полями, які зустрічаються як у лабораторних умовах, так і в космосі, зокрема у сонячній короні чи туманності Dou­ble Helix. Стаття опублікована в Phys­i­cal Review Let­ters.

Вчені Пол Беллан і Ян Чжан відтворили ці структури у лабораторії, створивши стабільні переплетені плазмові канати. Електроди у вакуумній камері, магнітні котушки та висока напруга дозволили іонізувати газ і сформувати плазму, яка склалася у переплетену структуру, аналогічну до спостережуваних у космосі.

Особливість переплетених канатів полягає у балансі сил. Два струми в їхніх «жилах» водночас притягують і відштовхують один одного. Якщо закрут занадто тугий — переважає відштовхування, якщо занадто слабкий — притягання. При певному «критичному куті» встановлюється рівновага — найстабільніший стан структури.

Дослідження показало, що ті самі рівняння магнітогідродинаміки, які описують лабораторні плазмові експерименти, справедливі й для космічних об’єктів — від сонячних протуберанців до гігантських астрофізичних джетів. Це підтверджує універсальність фізики плазми на всіх масштабах.

Практичне значення відкриття полягає у кращому прогнозуванні космічної погоди. Магнітні флюс-канати відіграють критичну роль у сонячних спалахах і викидах корональної маси, які можуть впливати на зв’язок, супутники GPS і навіть енергосистеми на Землі. Нові моделі допоможуть точніше оцінювати ризики й своєчасно готуватися до наслідків сонячної активності.