247
Японські дослідники відтворили в лабораторії один із фундаментальних процесів, який стоїть за сонячними спалахами та геомагнітними бурями. Команда з Kyushu University і Osaka University використала потужний лазер Gekko-XII, щоб створити дві хмари плазми з власними магнітними полями та змусити їх взаємодіяти. У результаті вдалося спостерігати магнітне перез’єднання — різку перебудову силових ліній, під час якої накопичена магнітна енергія швидко переходить у тепло й кінетичну енергію частинок.
Саме магнітне перез’єднання відіграє ключову роль у багатьох явищах космічної погоди. На Сонці цей механізм бере участь у виникненні спалахів і корональних викидів маси, а в магнітосфері Землі допомагає передавати енергію від сонячного вітру до навколоземного простору. У природних умовах ці процеси відбуваються на величезних масштабах і дуже швидко, тому відтворити їх у контрольованому експерименті надзвичайно складно.
У досліді лазерні імпульси спрямували на дві ділянки вуглецевої мішені. Після цього виникли дві плазмові хмари, які розширювалися назустріч одна одній. Науковці змінювали відстань між точками нагрівання, отримуючи різні густини плазми та різні початкові конфігурації магнітного поля. Це дозволило перевірити, наскільки сильно швидкість перез’єднання залежить від умов до початку процесу.
Найцікавіший результат з’явився після формування вузького струмового шару — області, де й відбувається перебудова магнітного поля. Незважаючи на помітно різні початкові умови, швидкість магнітного перез’єднання залишалася дуже схожою. Автори вважають, що це свідчить на користь того, що темп вивільнення енергії визначається передусім локальною фізикою безпосередньо в зоні перез’єднання, а не всією плазмовою системою навколо.
Результат важливий для моделей космічної погоди. Якщо ключові параметри магнітного перез’єднання справді мають універсальні закономірності, це може допомогти точніше описувати сонячні спалахи й те, як їхня енергія передається в магнітосферу Землі. Водночас дослідники наголошують: вони не створили в лабораторії повноцінну магнітну бурю, а лише відтворили базовий фізичний механізм, що лежить в основі подібних подій.
