Китайские физики провели лабораторный эксперимент, который может помочь объяснить необычно высокую температуру солнечной короны. Результаты показали, что дополнительный нагрев плазмы способен возникать при магнитном пересоединении — столкновении и перестройке магнитных полей. Об исследовании сообщает АиФ.
Корона представляет собой внешний слой атмосферы Солнца и простирается на миллионы километров. Во время полного солнечного затмения её можно увидеть вокруг тёмного диска Луны, тогда как обычно свечение короны скрывает яркая фотосфера. Температура поверхности Солнца составляет около 5500 °C, а короны превышает миллион градусов.
Этот контраст называют проблемой нагрева короны. Среди возможных объяснений учёные рассматривали множество небольших вспышек, которые вместе могли бы выделять необходимую энергию. Ещё одна гипотеза связывает нагрев с магнитным пересоединением, при котором энергия магнитных полей превращается в тепло и ускоряет заряженные частицы.
Группа под руководством Вэй Суня из Китайского института атомной энергии и Юнли Пина из Пекинского педагогического университета проверила этот механизм на лазерной установке «Шэньгуан-II» в Шанхае. Исследователи использовали пластиковую мишень с мелким рельефом и воздействовали на неё четырьмя перекрывающимися лазерными лучами. Импульсы продолжались миллиардную долю секунды и превращали материал в плазму.
Расширяясь в менее плотный окружающий воздух, плазма формировала структуры, напоминающие пальцы и грибы. Такое поведение связано с неустойчивостью Рэлея — Тейлора. Вокруг соседних структур возникали магнитные поля противоположного направления, а их столкновение приводило к магнитному пересоединению и дополнительному нагреву плазмы.
В опыте с гладкой мишенью подобные структуры не появились, а температура плазмы оказалась почти вдвое ниже. Компьютерные расчёты подтвердили, что при отключении генерации магнитных полей дополнительный нагрев в значительной степени исчезает. Учёные считают, что похожий процесс может происходить в короне во время «коронального дождя», когда плотная и относительно холодная плазма опускается через атмосферу Солнца, однако частоту такого явления и его вклад в общий нагрев ещё предстоит установить.