Защо Плазмата Е Короната На Слънчевото Затъмнение

{h1}

Дълбочините светлина, излъчвани от слънчевия диск по време на тоталното затъмнение през тази година, са струи горещ, зареден газ, наречен плазма от слънчевата корона. А физиците на плазмата са в екстаз при шанса да изучат това четвърто състояние на материята.

Вячеслав Лукин е програмен директор за плазмена физика и ускорителна наука в Националната научна фондация на САЩ и активен изследовател в изчислителното моделиране на високоефективните модели на намагнетизирани плазми. му скорошна работа се фокусира върху моделирането на слънчеви плазми. Лукин допринесе тази статия за науките на живо Гласове на експерти: Op-Ed & Insights.

В понеделник, 21 август, хората в Съединените щати ще имат възможност да обърнат поглед към небето, за да видят луната, която затъмнява слънцето. Тези по пътя на тоталността ще гледат пълно затъмнение на слънцето. Милиони американци ще сложат специалните си очила и ще кръстосат пръстите си за перфектни условия за гледане, но малцина могат да разберат, че кичурите светлина, които виждат, излъчвани около изтрития слънчев диск, са струи гореща, заредена газ, наречена плазма от слънчевата корона, или външна атмосфера - изключително рядка гледка.

Тази плазма подхранва слънчевите пламъци и космическото време, които влияят на електропреносните мрежи и комуникационните системи на Земята, и тя продължава да разкрива мистерии, които тепърва ще бъдат разрешени. Плазмата съставлява 99,99% от видимата материя във Вселената, звездите и галактиките, а също така съществува в много форми на нашата планета. Той държи на обещанието потенциално да промени начина, по който мислим и използваме енергия, как изследваме слънчевата система и дори как можем да лекуваме рак и други заболявания.

Физиците на плазмата, включително и аз, който изучавам слънцето, ще изследват гледката на затъмнението и несъмнено ще научат повече за фундаменталната природа на това странно вещество, което за разлика от обикновените газове се йонизира или зарежда и следователно се счита за четвърто състояние на материята. [10 слънчеви затъмнения, които промениха науката]

Състоянието на плазменото състояние

Полето на физиката на плазмата е сравнително младо, тъй като това състояние не е идентифицирано до 1879 г., когато от английския учен сър Уилям Кроукс е наричан „лъчева материя“. Тя е преименувана на "плазма" през 1928 г. Вече знаем, че плазмата присъства в обекти, които обхващат спектър от скали, от фино проектирани източници на наноразмерна радиация, до познати халогенни лампи и флуоресцентни крушки, до свръхнови и галактични клъстери.

Процесите, включващи плазма, също обхващат огромни мащаби на времето - от атосекундно (една квинтилионна част от секундата) взаимодействия с рентгенови лазерни частици - 10 ^ 18 могат да се появят за една секунда - до регенерация и еволюция на слънчеви магнитни полета на 22 -годишен цикъл, до образуването на галактики през стотици милиони години.

Изследователите използват общите елементи, които стоят в основата на този широк спектър от процеси, за да получат нова представа и да използват силата на плазмата. Подобни проучвания са станали в основата на много технологични приложения, като дизайн на микрочипове, медицински изображения, лечение на рак, космическо задвижване и по-добро прогнозиране на космическото време. Плазмените изследвания също са вдъхновили проекти за технология за контролирана термоядрена енергия - екологично чист и практически неограничен източник на енергия.

Заснемане на короната

За тези от нас по своя пълен път слънчевото затъмнение ще разкрие сложността и красотата на слънчевата корона. Магнитните полета на слънцето пораждат примките и шиповете от плазма, които се изстрелват от короната - нещо, което астрономите, използващи високотехнологични наземни и космически телескопи, наблюдават ежедневно. Затъмнението ще даде възможност да се види цялата тази дейност с яркостта на отстранения слънчев диск. (Обикновено яркият слънчев диск надделява от сиянието от външната атмосфера на слънцето.)

Въпреки това изследователите също така създават и изучават същите тези физически процеси в миниатюра в лаборатории в Съединените щати и по целия свят. Две десетилетие, продължаващо партньорство между Националната научна фондация и американското министерство на енергетиката, води изследването на плазмата във всичките й форми и ни помага да разберем плазмата, както никога досега. [Общо слънчево затъмнение 2017: Кога, къде и как да го видите (безопасно)]

Няколко от тези изследвания помагат за разрешаването на дългогодишна слънчева мистерия: Защо корона на Слънцето е повече от 100 пъти по-гореща от повърхността му? Решението на загадката за температурата на слънцето вероятно започва с магнитното си динамо. Бурна плазма тече в плътната вътрешност на слънцето - миазма на нажежаемата плазма на славата „Те могат да бъдат гиганти“ - генерира заплетени магнитни полета, които се появяват, разширяват и разплитат в короната. Докато го правят, енергията от магнитните полета се преобразува в топлина, която се освобождава драматично в слабата плазма на короната чрез безброй вълни, удари и изблици, които можем лесно да наблюдаваме с модерни телескопи.

И все пак отговорите на много въпроси за това как плазмата и магнитните полета си взаимодействат, за да нагреят короната и да произведат пламъците остават неизвестни. Комбинация от все по-добри наблюдения, изключително сложни компютърни модели - моята област на изследване - и критичен теоретичен напредък продължават да подобряват способността ни да обясняваме защо слънцето и в крайна сметка космическата среда на Земята са такива, каквито са.

Използване на синтез

Процесът на намагнетизирана плазмена турбулентност не е характерен само за слънцето. Той играе еднакво важна роля за формирането на галактики, слънчевите и звездни ветрове и това, което може да се превърне в едно от най-големите обществени приложения на физиката на плазмата: контролирана синтезна енергия.

Откакто Съединените щати за първи път тестват водородна бомба - поетапно устройство за синтез - преди 65 години на остров в Тихия океан, учените са мечтали да използват контролирано същата синтезирана енергия, която също захранва ядрото на слънцето за мирни цели. Днес в САЩ и по света се реализират няколко концепции за термоядрен реактор като по-безопасна алтернатива на ядрените централи.

Повечето от тези понятия разчитат на способността да се ограничи плаваща плазма в магнитните полета. Един от ключовете за успеха ще бъде да научите как да се възползвате от уроците на природата, за да загрявате и контролирате плазмата, много по същия начин, че - в много по-голям мащаб - плазмата се нагрява и организира в добре дефинирани структури в слънчевата корона.

Продължаване на търсенето на физиката на плазмата

Изследването на природата от гледна точка на физиката на плазмата ни позволява да преразгледаме самата основа на начина, по който работи Вселената и какво мислим, че разбираме, като по този начин насърчаваме развитието на технологиите.

На 21 август пълното слънчево затъмнение ще отмине, прекарвайки до 2 минути и 40 секунди над всяка зрителна зона и пресичайки страната за около 90 минути. След това много зрители ще свалят очилата си за затъмнение, ще публикуват снимки в социалните медии и ще продължат напред. [Карти на общото слънчево затъмнение на НАСА (снимки)]

Въпреки това за много физици на плазмата като мен и моите колеги ще бъде специален ден. Учените ще съберат нов набор от надеждни данни за короната и всички ние ще направим още една стъпка в разработването на по-пълно разбиране на това основно състояние на материята и нейното място във Вселената.

Следвайте всички въпроси и дебати на експертните гласове - и станете част от дискусията - във Facebook, Twitter и Google+. Изразените мнения са тези на автора и не отразяват непременно възгледите на издателя.


Видео Добавка: Седмична медитация Ключ към свободата.




Изследване


Астронавтите Получават Ъгъл Изглед Към Антарктида
Астронавтите Получават Ъгъл Изглед Към Антарктида

Икона На Хоризонта | Тапети
Икона На Хоризонта | Тапети

Наука Новини


"Кваркониев Спектър" От Екзотични Частици Може Да Дебне Във Вселената, Така Че Защо Не Можем Да Ги Намерим?

Алтернативната Медицина Уби Ли Стив Джобс?
Алтернативната Медицина Уби Ли Стив Джобс?

Неандерталците И Хората За Първи Път Се Срещнаха Преди 50 000 Години, Днк Разкрива
Неандерталците И Хората За Първи Път Се Срещнаха Преди 50 000 Години, Днк Разкрива

Праисторическите Жени Бяха По-Силни От Елитните Гребни Отбори Днес
Праисторическите Жени Бяха По-Силни От Елитните Гребни Отбори Днес

Прикриване: Научна Фантастика Или Научен Факт?
Прикриване: Научна Фантастика Или Научен Факт?


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com