Внешняя атмосфера Солнца, называемая короной, нагревается до миллиона градусов Цельсия, что в сотни раз превышает температуру его видимой поверхности, составляющей около 5500 °C. Команда ученых во главе с Вэем Сунь из Китайского института атомной энергии и Юнли Пин из Пекинского педагогического университета провела эксперимент для проверки гипотезы о том, что крошечные вспышки, или нановспышки, поддерживают эту высокую температуру. Исследователи изучили процесс магнитного пересоединения, при котором сближение областей с противоположно направленными магнитными полями высвобождает энергию и нагревает плазму.
Для проведения эксперимента на лазерной установке Shenguang‑II в Шанхае использовалась пластиковая мишень с мелко волнистой поверхностью. Четыре перекрывающихся лазерных луча, действовавшие миллиардную долю секунды, превращали вещество мишени в плазму. При расширении в менее плотную среду на границе плазмы возникла неустойчивость Рэлея‑Тейлора, формирующая пальцеобразные и грибовидные структуры. Эти структуры генерировали магнитные поля с противоположными направлениями, которые при сближении пересоединялись и нагревали окружающую среду. В отдельной симуляции подавление образования магнитных полей привело к исчезновению дополнительного нагрева, что подтвердило ключевую роль магнитных полей в процессе.
Максимальная электронная температура в эксперименте с волнистой мишенью достигла эквивалента 820 000 °C, что примерно вдвое выше показателя при использовании плоской мишени, где не возникали пальцеобразные структуры. Ученые отмечают, что условия на Солнце, такие как корональный дождь, где холодная плотная плазма падает через атмосферу, могут создавать аналогичные границы для развития неустойчивости. Хотя лабораторная плазма была значительно плотнее, а процесс протекал быстрее, чем солнечные нановспышки, сравнение безразмерных физических параметров показало возможность переноса результатов на Солнце.
Полученные данные подтверждают существование механизма, способного участвовать в нагреве солнечной короны. Однако исследователи указывают, что установка не воспроизводила весь процесс накопления магнитной энергии, наблюдаемый на Солнце. Для того чтобы определить частоту действия этого механизма и его вклад в общий нагрев короны, потребуются дальнейшие наблюдения и эксперименты.
