Экзатычнае рэчыва ў атмасферы Сонца вывучана

Навукоўцы адкрылі галоўную новую выснову адносна таго, як паводзіць сябе рэчыва ў экстрэмальных умовах атмасферы Сонца.

Каманда, якая складалася з навукоўцаў з Францыі і Ірландыі - выкарыстала вялікія радыётэлескопы і ўльтрафіялетавыя камеры на касмічным караблі NASA, каб лепш зразумець плазму - экзатычны, але дрэнна зразумелы "чацвёрты стан матэрыі". Даследчыкі падазраюць, што плазма можа стаць ключом да стварэння бяспечных, чыстых і эфектыўных генератараў ядзернай энергіі на Зямлі.

Сонечны выбліск, захоплены Абсерваторыяй сонечнай дынамікі НАСА ў 2015 г. Крэдыт NASA, SDO.

Большасць матэрыялаў, з якімі мы сутыкаемся ў паўсядзённым жыцці, ідзе ў выглядзе цвёрдых, вадкіх і газавых, але большасць Сусвету складаецца з плазмы - вельмі нестабільнай і электрычна зараджанай вадкасці. Сонца таксама складаецца з гэтай чацвёртай формы матэрыі.

Нягледзячы на ​​тое, што найбольш распаўсюджаная форма рэчывы ў Сусвеце плазма захоўвае шмат сакрэтаў у выніку яе дэфіцыту ў прыродных умовах тут, на Зямлі - гэта значыць цяжка вывучыць. Спецыяльныя лабараторыі на Зямлі ўзнаўляюць экстрэмальныя касмічныя ўмовы для гэтай мэты, але Сонца ўяўляе сабой цалкам натуральную лабараторыю, якая вывучае, як паводзіць сябе плазма ва ўмовах, якія часта бываюць занадта экстрэмальнымі для ручных створаных на зямлі лабараторый.

Дактарантура даследчыка Трыніці-каледжа ў Дубліне і Дублінскага інстытута перспектыўных даследаванняў (DIAS), д-р Іоін Карлі, кіраваў міжнародным супрацоўніцтвам, які апублікаваў свае высновы ў часопісе Nature Communications.

Ён кажа: "Сонечная атмасфера - гэта ачаг надзвычайнай актыўнасці з тэмпературай плазмы, якая перавышае мільён градусаў Цэльсія, і часціцамі, якія рухаюцца блізка да хуткасці святла.

"Часціцы хуткасці святла ззяюць ярка на даўжыні радыёхвалі, таму мы можам дакладна кантраляваць, як паводзяць сябе плазмы з вялікімі радыётэлескопамі".

Даследчыкі цесна супрацоўнічалі з навукоўцамі ў Парыжскай абсерваторыі і праводзілі назіранні за Сонцам з дапамогай вялікага радыётэлескопа, размешчанага ў Нанчаі ў цэнтральнай Францыі.

Карлі працягвае: "Мы аб'ядналі радыёнагляды з ультрафіялетавымі камерамі касмічнага карабля NASA Solar Dynamics Observatory, каб паказаць, што плазма на сонца часта можа выпраменьваць радыё, якое імпульсуе як светлавы дом.

"Мы ведаем пра гэтую дзейнасць дзесяцігоддзямі, але наша выкарыстанне касмічнага і наземнага абсталявання дазволіла нам упершыню выявіць радыёімпульсы і дакладна ўбачыць, як плазмы становяцца нестабільнымі ў сонечнай атмасферы".

Вывучэнне паводзін плазмы на Сонцы дазваляе параўнаць, як яны паводзяць сябе на Зямлі, дзе зараз вядзецца шмат намаганняў, каб пабудаваць магнітна-абмежавальныя рэактары. Гэта генератары ядзернай энергіі, якія значна бяспечней, чысцей і больш эфектыўна, чым іх стрыечныя браты рэактара дзялення, якія мы сёння выкарыстоўваем для энергіі.

Прафесар з DIAS і супрацоўнік праекта Пітэр Галлахер дадае: "Ядзерны сінтэз - гэта іншы тып генерацыі ядзернай энергіі, які злівае атамы плазмы разам, а не разбівае іх, як гэта адбываецца ў выніку дзялення. Плаўленне з'яўляецца больш устойлівым і бяспечным і не патрабуе высокага радыеактыўнага паліва; на самай справе, вялікая частка сыравіны пры зліцці з'яўляецца інертнай геліем ".

Адной з праблем, якая стаіць перад камандай, з'яўляецца тое, што плазмы ядзернага сінтэзу вельмі нестабільныя. Як толькі плазма пачынае выпрацоўваць энергію, нейкі натуральны працэс адключае рэакцыю.

Галлахер працягвае: "У той час як такое паводзіны адключэння падобна на ўласцівы выключальнік бяспекі - плаўленныя рэактары не могуць утвараць уцёкі рэакцыі - гэта таксама азначае, што плазму цяжка падтрымліваць у стабільным стане для атрымання энергіі. Вывучаючы, як плазмы становяцца няўстойлівымі на Сонцы, мы можам даведацца, як кіраваць імі на Зямлі ".

Поспех гэтага даследавання стаў магчымым дзякуючы цесным сувязям паміж даследчыкамі Trinity, DIAS і іх французскімі калабарантамі.

Д-р Ніколь Вільмер, вядучы супрацоўнік праекта ў Парыжы, кажа: "Парыжская абсерваторыя мае шматгадовую гісторыю правядзення радыё назіранняў за Сонцам, пачынаючы з 1950-х гадоў. Аб’яднаўшыся з іншымі радыяастранамічнымі групамі па ўсёй Еўропе, мы можам зрабіць непераадольныя адкрыцці, такія, як гэта, і прадоўжыць поспех у сонечнай радыёастраноміі ў Францыі. Гэта таксама ўмацоўвае навуковае супрацоўніцтва паміж Францыяй і Ірландыяй, якое, спадзяюся, працягвае і надалей ".

Раней д-р Карлі працаваў у Парыжскай абсерваторыі пры фінансаванні стыпендыі, прысуджанай Ірландскім навукова-даследчым саветам і Еўрапейскай камісіяй. Ён працягвае цесна супрацоўнічаць са сваімі французскімі калегамі і спадзяецца ў хуткім часе вывучыць аднолькавыя з'явы з выкарыстаннем французскіх інструментаў і нядаўна пабудаванага сучаснага абсталявання ў Ірландыі.

Доктар Карлі заключае: "Супрацоўніцтва з французскімі навукоўцамі працягваецца, і мы ўжо прасоўваем прагрэс у нядаўна пабудаваных радыётэлескопах Ірландыі, такіх як Ірландскі масіў нізкіх частот (I-LOFAR). I-LOFAR можа быць выкарыстаны для раскрыцця новай фізікі плазмы на Сонцы значна больш падрабязна, чым раней, вучыў нас пра тое, як паводзіць сябе матэрыя ў абедзвюх плазмах на Сонцы, тут, на Зямлі і ва ўсёй Сусвеце ў цэлым ".

Арыгінальнае даследаванне: https://www.nature.com/articles/s41467-019-10204-1