Hoe verf en een luidspreker de fysica van de plasmastralen van de zon kunnen verklaren

De zon is gehuld in ultrahete plasmastralen die worden gevormd door elektrisch geladen deeltjes, en nu hebben wetenschappers meer ontdekt over hoe deze stralen (of pieken) worden gevormd en in de atmosfeer van de ster worden voortgestuwd.

Door middel van een reeks experimenten en laboratoriummodellen beschrijft een nieuwe studie de spicules als verfdruppels die op het oppervlak van een luidspreker stuiteren terwijl muziek wordt afgespeeld. Het is een ongebruikelijke analogie, maar de basisfysica lijkt hetzelfde te zijn.

Wanneer een vloeistof over een luidspreker wordt geplaatst die geluid pompt, wordt deze onstabiel en begint boven een bepaalde frequentie te trillen. Als deze vloeistof bestaat uit zogenaamde lange polymeerketens – denk bijvoorbeeld aan verf of shampoo – zal de vloeistof in lange stralen van de luidspreker worden losgelaten.

Verfstralen veroorzaakt door trillingen. (Dag et al., Natuurfysica2022)

De auteurs van het onderzoek benadrukken dat hetzelfde proces boven de zon kan plaatsvinden. Het is echter niet het pulserende flikkeren van de baslijn dat de doornen produceert, maar eerder het magnetische veld dat wordt gegenereerd door elektrische stromen in de zon.

Gedreven door de optische gelijkenis tussen zonnedoornen en de jets van coating op de luidspreker, onderzochten we de rol van magnetische velden op de zon met behulp van ultramoderne numerieke simulaties van zonneplasma’s, Experimenteel fysicus Murthy OVSN zegt: van de Azim Premji Universiteit in India.

Op dezelfde manier waarop polymeerketens jets van coatings boven een luidspreker houden, kan het magnetische veld rond de zon jets plasma stabiel genoeg houden om in een bepaalde richting weg van de ster te schieten.

Technisch gezien zijn beide systemen anisotroopwaar de eigenschappen van iets veranderen afhankelijk van de richting waarin het gaat – hoewel de onderzoekers constateren dat er ook significante verschillen zijn, niet in het minst in grootte.

Het nieuwe onderzoek daagt de huidige consensus uit dat de fysica achter korte zonnedoornen anders is dan de fysica achter langere (en snellere) zonnedoornen. Beide kunnen in feite worden gecreëerd door dezelfde convectieve krachten in het plasma onder het zichtbare zonneoppervlak (de fotosfeer).

“Zonneplasma’s kunnen worden voorgesteld als onderling verbonden door magnetische veldlijnen, zoals lange ketens in polymeeroplossingen,” Astrofysicus Sahel Day zegt:van het Indian Institute of Astrophysics (IIA).

vreemd, De chromosfeer van de zon (middelste van de drie lagen van de atmosfeer) is Heter dan het oppervlak. Wetenschappers denken dat plasma-stekels hiervoor een reden kunnen zijn, dus deze ontdekking zou meer dan één zonnemysterie kunnen helpen verklaren.

De spicules kunnen tot 12.000 kilometer (7.456 mijl) van de zon reizen voordat ze worden teruggetrokken door de zwaartekracht, en kunnen zich uitstrekken tot wel 1.100 kilometer (684 mijl). Er is veel variatie, maar met deze verschillen is rekening gehouden in de experimenten en modellering die in dit onderzoek zijn uitgevoerd.

Er wordt geschat dat er op elk moment ongeveer 3 miljoen reticules boven de zon zijn, en het onderzoek gaat verder naar hoe ze zich precies vormen. Om meer antwoorden te krijgen, is samenwerking tussen wetenschappers uit veel verschillende vakgebieden nodig.

“Deze roman, bijeengebracht door zonneastronomen en beoefenaars van gecondenseerde materie, was in staat om de onderliggende oorzaak van de slecht begrepen zonnespicula te onthullen,” Annapurni Subramaniam zegt:directeur van het Institute of Internal Auditors, die niet direct betrokken was bij het onderzoek.

“De kracht van verenigde fysica die fysiek ongelijksoortige verschijnselen met elkaar verbindt, zal de drijvende kracht blijken te zijn voor verdere interdisciplinaire samenwerking.”

De zoekopdracht is gepubliceerd in Natuurfysica.