Ученые исследуют плазму в солнечной атмосфере.

Ученые из Ирландии и Франции изучают, как материя ведет себя в экстремальных условиях солнечной атмосферы.

Ученые использовали большие радиотелескопы и ультрафиолетовые камеры на космическом корабле НАСА, чтобы лучше изучить специфическое, но плохо понимаемое «четвертое агрегатное состояние вещества». Плазма может стать ключом к созданию безопасных, чистых и эффективных генераторов ядерной энергии на Земле.

Большая часть вещества, с которым мы сталкиваемся в нашей повседневной жизни, находится в твердом, жидком или газообразном состоянии, но большая часть Вселенной состоит из плазмы — крайне нестабильного и электрически заряженного вещества. Солнце также состоит из плазмы.

Несмотря на то, что она является самым распространенным состоянием материи во Вселенной, плазма остается загадкой. В основном это связано с ее нехваткой в естественных условиях на Земле, что затрудняет изучение. Специальные лаборатории воссоздают экстремальные условия космоса для этой цели, но Солнце — это абсолютно естественная лаборатория для изучения поведения плазмы в условиях, которые, как правило, нереализуемы в созданных искусственно земных лабораторий.

 Эоин Карли, доктор из Тринити-колледжа Дублина, стал руководителем исследования. Он сказал: «Солнечная атмосфера является очагом экстремальной активности: температура плазмы превышает 1 миллион градусов Цельсия, а частицы движутся со скоростью, близкой к скорости света. Частицы со скоростью света ярко светятся на радиоволнах, поэтому мы можем точно контролировать поведение плазмы с помощью больших радиотелескопов».

«Мы тесно сотрудничали с учеными Парижской обсерватории и проводили наблюдения Солнца с помощью большого радиотелескопа, расположенного в Нанчай, Франция. Мы объединили результаты радионаблюдения с ультрафиолетовыми камерами на космическом корабле НАСА «Solar Dynamics Observatory», чтобы показать, что плазма на Солнце часто может излучать радио-сигналы, пульсирующие, как маяк. Мы знали об этом десятилетия, но прогресс в развитии космического и наземного оборудования позволил нам впервые изобразить радиоимпульсы и точно увидеть, как плазма становится нестабильной в солнечной атмосфере».

Изучение плазмы на Солнце позволяет сравнивать с ее поведением на Земле, где в настоящее время усилия направлены на создание термоядерных реакторов. Это генераторы ядерной энергии, которые намного безопаснее, чище и эффективнее, чем их реакторы распада, используемые для производства энергии на данном этапе.

Профессор DIAS и сотрудник проекта Питер Галлахер (Peter Gallagher), объяснил: «Ядерный синтез — это другой тип генерирования ядерной энергии, заключающийся в объединении ядер, в отличие от используемых сейчас процессов распада. Синтез безопаснее, и не требует высокорадиоактивного топлива; фактически большая часть отходов, полученных в результате термоядерного синтеза, представляет собой инертный гелий «.

«Единственная проблема состоит в том, что ядерная плазма очень нестабильна. Как только она начинает генерировать энергию, некоторые естественные процессы прерывают реакцию. Хотя такое отключение похоже на встроенный предохранитель — термоядерные реакторы не могут вступать в побочные реакции — это также означает, что плазму трудно поддерживать в стабильном состоянии для выработки энергии. Изучая, как плазма становится нестабильной на Солнце, мы можем узнать о том, как управлять ею на Земле».

Успех этого исследования стал возможен благодаря тесным связям между исследователями из Тринити, DIAS, и их французскими коллегами.

Доктор Николь Вилмер, ведущий сотрудник проекта в Париже, сказала: «Парижская обсерватория имеет давнюю историю радионаблюдения Солнца, она началась в 1950-х годах. Объединившись с другими радиоастрономическими группами по всей Европе, мы можем совершать принципиально новые открытия и закрепить успех, уже достигнутый в области солнечной радиоастрономии во Франции. Это также укрепляет научное сотрудничество между Францией и Ирландией, которое, я надеюсь, продолжится в будущем».

Ирландские исследователи добавили: «Сотрудничество с французскими учеными продолжается, и мы уже добились прогресса в отношении новых радиотелескопов, построенных в Ирландии, таких как ирландский низкочастотный массив (I-LOFAR). I-LOFAR можно использовать для обнаружения особенностей Солнечной плазмы гораздо детализированней, чем раньше, а значит, мы сможем понять, как материя ведет себя на Солнце, на Земле и во всей Вселенной в целом».

Источник: Eoin P. Carley et al, Loss-cone instability modulation due to a magnetohydrodynamic sausage mode oscillation in the solar corona, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-10204-1

Оставьте комментарий:

Ваш e-mail не будет опубликован.