Naukowcy ogłosili nowe poważne odkrycie dotyczące tego, jak zachowuje się materia w ekstremalnych warunkach atmosfery Słońca.
Astronomowie wykorzystali duże radioteleskopy i kamery ultrafioletowe znajdujące się na pokładzie Solar Dynamics Observatory, aby lepiej zrozumieć egzotyczny „czwarty stan materii”. Materia ta, znana jako plazma, może mieć kluczowe znaczenie dla rozwoju bezpiecznych, czystych i wydajnych generatorów energii jądrowej na Ziemi.
Większość materii, z którą spotykamy się w naszym codziennym życiu, ma postać ciała stałego, cieczy lub gazu, ale większość Wszechświata składa się z plazmy – wysoce niestabilnego i elektrycznie naładowanego płynu. Słońce również składa się z tej plazmy.
Mimo, że jest to najpowszechniejsza forma materii we Wszechświecie, plazma pozostaje tajemnicą, głównie ze względu na jej niedostatek w naturalnych warunkach na Ziemi, co utrudnia badanie. Specjalne laboratoria na Ziemi odtwarzają w tym celu ekstremalne warunki przestrzeni kosmicznej, ale Słońce reprezentuje całkowicie naturalne laboratorium do badania zachowania plazmy w warunkach, które są często zbyt ekstremalne dla ręcznie skonstruowanych ziemskich laboratoriów.
Atmosfera słoneczna jest siedliskiem ekstremalnej aktywności, w której temperatura plazmy przekracza milion stopni Celsjusza, a cząsteczki poruszają się blisko prędkości światła, dzięki czemu świecą jasno na falach radiowych, więc jesteśmy w stanie dokładnie monitorować zachowanie plazmy przy pomocy dużych radioteleskopów.
Ściśle współpracowaliśmy z naukowcami z Obserwatorium Paryskiego i przeprowadziliśmy obserwacje Słońca za pomocą dużego radioteleskopu znajdującego się Nançay w centralnej Francji. Połączyliśmy obserwacje radiowe z ultrafioletowymi, uzyskanymi dzięki kamerze zamontowanej na SDO, aby pokazać, że plazma na Słońcu często emituje promieniowanie radiowe, które pulsuje jak latarnia morska. Wiemy o tym działaniu od dziesięcioleci, ale wykorzystanie przez nas sprzętu kosmicznego i naziemnego pozwoliło nam po raz pierwszy zobrazować impulsy radiowe i dokładnie zobaczyć, jak plazma w atmosferze słonecznej staje się niestabilna – mówi dr Eoin Carley z Trinity College Dublin and the Dublin Institute of Advanced Studies (DIAS).
Badanie zachowania plazmy na Słońcu pozwala na porównanie tego, jak zachowuje się na Ziemi, gdzie obecnie podejmuje się wiele wysiłku, aby zbudować reaktory termojądrowe z ograniczeniem magnetycznym. Są to generatory energii jądrowej, które są o wiele bezpieczniejsze, czystsze i bardziej wydajne niż reaktory jądrowe, których obecnie używamy do celów energetycznych.
Profesor na DIAS i współpracownik w projekcie, Peter Gallagher, powiedział: fuzja jądrowa jest innym rodzajem wytwarzania energii jądrowej, która łączy razem atomy plazmy, w przeciwieństwie do rozbijania ich, co ma miejsce w przypadku rozszczepienia. Fuzja jest bardziej stabilna i bezpieczna i nie wymaga wysoko radioaktywnego paliwa; w rzeczywistości większość odpadów pochodzących z syntezy jądrowej to obojętny hel.
Jedynym problemem jest to, że plazma pochodząca z syntezy jądrowej jest bardzo niestabilna. Gdy tylko zacznie generować energię, jakiś naturalny proces wyłącza reakcję. Chociaż jest jak przełącznik bezpieczeństwa – reaktory termojądrowe nie mogą tworzyć niekontrolowanych reakcji – oznacza to również, że plazma jest trudna do utrzymania w stabilnym stanie aby wytwarzać energię. Badając, w jaki sposób plazma staje się niestabilna na Słońcu, możemy dowiedzieć się, jak ją kontrolować na Ziemi.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej:
Scientists uncover exotic matter in the Sun’s atmosphere
Źródło: Trinity College Dublin
Na zdjęciu: Rozbłysk słoneczny zarejestrowany przez SDO w 2015 r. Źródło: NASA/SDO.
