Ученые использовали установку LAPD (Large Plasma Device — Большое плазменное устройство) в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе для того, чтобы имитировать магнитосферу Земли.
Как отмечают физики, магнитосферы образуются, когда поток плазмы сталкивается с магнитным препятствием. Например, плазма солнечного ветра может взаимодействовать с полем планеты. Достигая точки равновесия (магнитопаузы) плазма огибает препятствие и формирует вытянутый хвост магнитосферы.
В эксперименте магнитное поле LAPD представляло собой Солнечную систему, управляемая лазером плазма — солнечный ветер. Физики использовали дипольный магнит для того, чтобы создать модель собственного магнитного поля Земли. Специальные датчики сканировали систему в трех измерениях, объединяя данные десятков тысяч лазерных импульсов.
Как отмечают исследователи, при включении магнитного поля диполя им удалось обнаружить магнитопаузу, что является ключевым свидетельством образования магнитосферы. При выключении диполя магнитопауза пропадала. По словам физиков, преимущество их устройства — возможность настраивать и управлять всеми параметрами системы, что позволяет создавать магнитосферы разных объектов в различных условиях.
Combining experiments and simulations, we were able to identify signatures of plasma kinetic-scale phenomena typical of planetary and mini-magnetospheres. Here is a clip of the plasma density that shows lots of small-scale structure in one of our simulations. pic.twitter.com/tAyj93o37m
— Fábio Cruz (@cruzfabios) January 10, 2022
Исследователи говорят, что предыдущие лабораторные эксперименты проводились с использованием плазменных аэродинамических труб или высокоэнергетических лазеров для создания мини-магнитосфер. Однако такие исследования позволяли оценивать магнитное поле только в одном измерении и не давали полной, объемной картины. Новый подход, по мнению авторов, создает удобные для изучения модели планетарных магнитосфер.
Читать далее
Спустя десять лет работы ученые усомнились в стандартной модели физики
Внутри Земли есть еще «планета»: как она спасла зарождающуюся жизнь
Температура Нептуна начала резко колебаться: астрономы не знают почему
Магнитопауза — граница, на которой кинетическое давление потока плазмы уравновешивается давлением магнитного поля планеты.
Дипольный магнит — магнитный элемент, создающий однородное магнитное поле.
Устройство для создания сильно намагниченной фоновой плазмы.