Команда физиков провела лабораторный эксперимент, который воспроизводит один из возможных механизмов нагрева солнечной короны — внешней атмосферы Солнца. Температура видимой поверхности светила составляет около 5500 °C, а корона может нагреваться более чем до миллиона градусов Цельсия.
Учёные проверили гипотезу о том, что нагрев поддерживают бесчисленные крошечные вспышки — нановспышки. Когда области с противоположно направленными магнитными полями сближаются, запасённая магнитная энергия высвобождается и нагревает частицы. Этот процесс называется магнитным пересоединением.
В эксперименте на лазерной установке Shenguang‑II в Шанхае четыре перекрывающихся лазерных луча направляли на пластиковую мишень с мелко волнистой поверхностью. Импульсы длились миллиардную долю секунды и превращали вещество мишени в плазму. При расширении плазмы в менее плотную среду на её границе разрастались пальцеобразные и грибовидные структуры — неустойчивость Рэлея‑Тейлора.
Плазма сама создавала магнитные поля вокруг этих структур, причём у соседних образований поля были направлены противоположно. Моделирование показало, как расширяющиеся структуры сближали поля, позволяя им пересоединяться и нагревать плазму. С волнистой мишенью максимальная электронная температура достигла эквивалента примерно 820 000 °C, а с плоской мишенью была примерно вдвое ниже.
На Солнце похожие условия могут возникать при корональном дожде — падении относительно холодной плотной плазмы через атмосферу. Лабораторная плазма была значительно плотнее солнечной, а процесс шёл быстрее, чем солнечные нановспышки. По словам исследователей, результаты подтверждают существование механизма, который может участвовать в нагреве короны, но для оценки его частоты и доли нагрева нужны дальнейшие наблюдения.