Keistas Saulės paradoksas
Nutolus nuo ugnies įprastai vėsta, tačiau Saulėje vyksta atvirkščiai: jos išorinis atmosferos sluoksnis yra gerokai karštesnis už matomą paviršių. Mokslininkus tai glumina dešimtmečius, nes energija, kuri turėtų maitinti tokį karštį, neatrodo akivaizdi.
Saulės fotosferos temperatūra siekia apie 5 500 laipsnių Celsijaus, o vainikas, dar vadinamas korona, gali įkaisti iki daugiau nei 1 000 000 laipsnių. Kadangi vainikas labai retas, jo šilumos palaikymo mechanizmas turi veikti itin efektyviai.
Kas gali kaitinti vainiką?
Viena iš stipriausių idėjų aiškinant šį paradoksą yra daugybė mažų energijos išsiskyrimų, vadinamų nanoblyksniais. Nors kiekvienas jų būtų menkas, bendra suma galėtų palaikyti vainiko temperatūrą.
Kita svarbi sąvoka yra magnetinis persijungimas, kai plazmoje susitinka priešingų krypčių magnetiniai laukai, persitvarko jų jungtys ir dalis sukauptos energijos virsta šiluma. Kadangi Saulė yra plazmos kamuolys, persmelktas magnetinių laukų, toks procesas laikomas realistišku kandidatu.
Kinijos mokslininkų eksperimentas su lazeriais
Kinijos tyrėjai laboratorijoje pademonstravo procesą, kuris galėtų paaiškinti, kaip dalis šilumos atsiranda Saulės vainike. Eksperimente lazeriais buvo sukurta plazma, o specialiai parinktos sąlygos leido suformuoti struktūras, kurios suartino magnetinius laukus ir inicijavo energijos virtimą šiluma.
Bandymas buvo atliktas Šanchajuje esančioje lazerių infrastruktūroje, kur keturi persidengiantys lazerio spinduliai buvo nukreipti į plastikinį taikinį su smulkiai banguotu paviršiumi. Trumpi impulsai, trunkantys apie vieną milijardąją sekundės dalį, medžiagą pavertė plazma, kuri ėmė plėstis į retesnę aplinką.
Plazmai plečiantis ir lėtėjant, riboje išryškėjo vadinamoji Reilio ir Teiloro nestabilumo eiga, kai atsiranda pirštus ar grybo kepures primenančios ataugos. Aplink tokias ataugas formavosi magnetiniai laukai, o kaimyninėse struktūrose jų kryptys buvo priešingos.
Kompiuterinės simuliacijos parodė, kad besiplečiantys plazmos pirštai suartina priešingus magnetinius laukus, sudarydami sąlygas magnetiniam persijungimui. Būtent šis persitvarkymas, mokslininkų vertinimu, ir sukuria papildomą šildymą.
Lyginimui tyrėjai pakartojo bandymą su lygiu plastikiniu taikiniu, kai plazmos tėkmė buvo gerokai tolygesnė ir be ryškių ataugų. Pagal plazmos skleidžiamus rentgeno spindulius buvo įvertinta elektronų temperatūra, o ji banguoto taikinio atveju pasiekė apie 820 000 laipsnių Celsijaus.
Lygaus taikinio scenarijuje užfiksuota elektronų temperatūra buvo maždaug perpus mažesnė. Papildomoje simuliacijoje, kurioje buvo „išjungtas“ magnetinių laukų susidarymas, papildomas įkaitimas beveik išnyko, sustiprindamas išvadą apie magnetinių procesų svarbą.
Kaip tai siejasi su Saulės reiškiniais?
Mokslininkai nurodo, kad panašios sąlygos Saulėje gali rastis ten, kur vėsesnė ir tankesnė plazma krinta per karštesnę aplinką. Toks reiškinys vadinamas vainiko lietumi, o jo ribose gali susiformuoti nestabilumai, panašūs į laboratorijoje stebėtus.
Vis dėlto tyrėjai pabrėžia ribotumus: laboratorinė plazma buvo daug tankesnė, o procesai vyko nepalyginamai trumpesniais laikais nei Saulėje. Dėl to eksperimentas ne atkuria visą Saulės energijos kaupimo grandinę, o tik parodo galimą mechanizmo dalį, kuri tam tikromis sąlygomis gali būti efektyvi.
Tyrimo rezultatai publikuoti žurnale „Physical Review Letters“, o tolesni stebėjimai ir bandymai turėtų padėti įvertinti, kaip dažnai toks mechanizmas veikia Saulėje ir kokią dalį vainiko šildymo jis gali paaiškinti. Jei hipotezė pasitvirtins platesniu mastu, tai priartintų prie vieno svarbiausių Saulės fizikos klausimų atsakymo.
Leave a Reply