Un pequeño sol en un frasco arroja luz sobre el estudio de las erupciones solares

Seth Putterman comenzó estudiando el comportamiento del plasma por razones de seguridad nacional Los cohetes hipersónicos extremadamente rápidos calientan e ionizan el aire circundante y forman una nube de partículas cargadas llamada plasma, que absorbe las ondas de radio y dificulta que los operadores en tierra se comuniquen con el pase El problema Putterman estaba tratando de resolver Entonces se le ocurrió: La misma física de plasma se aplica a nuestro sol.

El científico de la UCLA y sus colegas ya crearon lo que Putterman llama "nuestro sol en un frasco", una bola de vidrio de 1,2 pulgadas llena de plasma que usaron para modelar procesos como los que crean las erupciones solares. Se trata de explosiones explosivas de energía que a veces van acompañadas de la liberación de una gota de plasma de alta velocidad que puede causar estragos en los satélites en órbita y en las redes eléctricas en tierra". Los pasos que tomemos afectarán el modelado para que pueda haber una advertencia y determinar los precursores del clima espacial", dijo Puterman, autor principal de un estudio en Cartas de exploración física describiendo sus experimentos.

El Sol es en realidad un infierno giratorio de plasma formado por partículas de gas cargadas eléctricamente, en su mayoría electrones y átomos de hidrógeno despojados de sus electrones (el plasma estelar es ligeramente diferente del plasma de baja densidad utilizado en un reactor de fusión tokamak). Durante mucho tiempo han buscado comprender mejor las erupciones solares, especialmente cuando una porción particularmente grande de plasma se dispara hacia la Tierra.

Los experimentos del equipo comenzaron colocando gas de azufre parcialmente ionizado en un matraz de vidrio y luego bombardeándolo con microondas de baja frecuencia, similares a las que se usan en un horno de microondas, para excitar el gas y calentarlo a unos 5000 grados Fahrenheit. que un pulso de microondas de 30 kHz crea una onda de sonido que ejerce una presión que hace que el gas caliente se contraiga, esta presión de onda de sonido crea una especie de "gravedad acústica" y hace que el líquido se mueva como si estuviera dentro de una esfera gravitacional campo del sol. Al hacerlo, el equipo se convirtió en los primeros humanos en la Tierra en crear algo parecido a la convección esférica que normalmente se encuentra dentro de una estrella.

Su proyecto fue financiado por primera vez por DARPA, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada del Pentágono, debido a sus aplicaciones para vehículos hipersónicos. Luego recibió el apoyo del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea, ya que el clima espacial podría interferir con aviones y naves espaciales. Pero los astrónomos también pueden pensar que nos dice algo fundamental sobre el comportamiento del sol. "Creo que el verdadero significado es que podemos comenzar a simular la convección solar en el laboratorio y, por lo tanto, entrar en el misterioso ciclo solar del sol", dijo Tom Berger, director ejecutivo de Space Weather Technology, un centro de investigación y educación de la Universidad. de Colorado en Boulder, que no participó en el estudio.

Berger se refiere a un ciclo de aproximadamente 11 años en el que la zona de convección interna del sol de alguna manera se vuelve más activa, lo que hace que la capa exterior, o corona, genere erupciones y explosiones de plasma más frecuentes e intensas llamadas eyecciones de masa coronal. Es difícil sondear las regiones internas del sol, dice Berger, aunque la NASA está tratando de hacerlo con una nave espacial llamada Observatorio de Dinámica Solar, que usa ondas de sonido para mapear la superficie del sol e inferir el plasma debajo.

Otros en el campo también elogian la investigación de Puterman y sus colegas, pero notan que hay limitaciones. "Este es un desarrollo emocionante e innovador. Está hábilmente hecho. Siempre ha sido un desafío simular la dinámica interna de una estrella en un laboratorio”, dice Mark Misch, investigador del Centro para la Predicción del Clima Espacial de la NOAA y la Universidad de Colorado.