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Comment la peinture et un haut-parleur peuvent expliquer la physique des jets de plasma du soleil

Le Soleil est recouvert de jets de plasma ultra-chauds qui se forment à partir de particules chargées électriquement, et maintenant les scientifiques en ont découvert plus sur la façon dont ces jets (ou pointes) sont formés et propulsés dans l’atmosphère de l’étoile.

Grâce à une série d’expériences et de modèles de laboratoire, une nouvelle étude décrit les spicules comme des gouttelettes de peinture qui rebondissent sur la surface d’un haut-parleur pendant que la musique joue. C’est une analogie inhabituelle, mais la physique de base semble être la même.

Lorsqu’un liquide est placé sur un haut-parleur qui pompe le son, il devient instable et commence à vibrer au-dessus d’une certaine fréquence. Si ce fluide est composé de ce que l’on appelle de longues chaînes de polymères – pensez à la peinture ou au shampooing, par exemple – le liquide sera libéré du haut-parleur en longs jets.

Pulvérisateurs de peinture causés par les vibrations. (Day et coll., Physique naturelle2022)

Les auteurs de l’étude soulignent que le même processus peut se produire au-dessus du soleil. Ce n’est cependant pas le scintillement pulsé de la ligne de basse qui produit les épines, mais plutôt le champ magnétique généré par les courants électriques à l’intérieur du Soleil.

Poussés par la similitude optique entre les épines solaires et les jets de revêtement sur le haut-parleur, nous avons étudié les rôles des champs magnétiques sur le Soleil à l’aide de simulations numériques de pointe des plasmas solaires, Le physicien expérimental Murthy OVSN dit de l’Université Azim Premji en Inde.

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De la même manière que les chaînes polymères maintiennent les jets de revêtements au-dessus d’un haut-parleur, le champ magnétique autour du Soleil peut maintenir les jets de plasma suffisamment stables pour tirer dans une direction particulière éloignée de l’étoile.

Techniquement, les deux systèmes anisotropeoù les propriétés de quelque chose changent en fonction de la direction dans laquelle il va – bien que les chercheurs notent qu’il existe également des différences significatives, notamment en termes de taille.

La nouvelle recherche remet en question le consensus actuel selon lequel la physique derrière les épines solaires courtes est différente de la physique derrière les épines solaires plus longues (et plus rapides). Les deux peuvent en fait être créés par les mêmes forces de convection dans le plasma sous la surface solaire visible (la photosphère).

« Les plasmas solaires peuvent être imaginés comme étant interconnectés par des lignes de champ magnétique, comme de longues chaînes dans des solutions polymères », L’Astrophysicien Sahel Day dit :de l’Institut indien d’astrophysique (IIA).

étrangement, La chromosphère du soleil (milieu des trois couches de l’atmosphère) est Plus chaud que la surface. Les scientifiques pensent que les épines de plasma pourraient en être l’une des raisons. Cette découverte pourrait donc aider à expliquer plus d’un mystère solaire.

Les spicules peuvent voyager jusqu’à 12 000 kilomètres (7 456 milles) du Soleil avant d’être reculés par gravité, et peuvent s’étendre jusqu’à 1 100 kilomètres (684 milles). Il y a beaucoup de variété, mais ces différences ont été prises en compte dans les expériences et la modélisation menées dans cette étude.

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On estime qu’il y a environ 3 millions de réticules au-dessus du soleil à un moment donné, et les recherches se poursuivent pour savoir exactement comment ils se forment. Obtenir plus de réponses nécessitera une collaboration entre scientifiques de nombreux domaines différents.

« Ce roman réuni par des astronomes solaires et des praticiens de la matière condensée a pu révéler la cause sous-jacente des spicules solaires mal compris », Annapurni Subramaniam ditdirecteur de l’Institut des auditeurs internes, qui n’a pas été directement impliqué dans l’étude.

« La puissance de la physique unifiée reliant des phénomènes physiquement disparates s’avérera être le moteur d’une collaboration interdisciplinaire plus poussée. »

La recherche a été publiée dans Physique naturelle.

Delphine Perrault

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