นักวิทยาศาสตร์ของ NASA ไขปริศนาอายุ 60 ปี เกี่ยวกับการระเบิดบนดวงอาทิตย์

นักวิทยาศาสตร์ของ NASA ได้ไขความลับมากมายของดวงอาทิตย์

เปลวไฟจากแสงอาทิตย์ประเภทหนึ่งที่กินเวลาเป็นนาทีจะผลิตพลังงานเพียงพอที่จะจ่ายพลังงานให้กับโลกเป็นเวลา 20,000 ปีในอัตราที่คาดการณ์ได้และรวดเร็ว

นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามทำความเข้าใจกระบวนการนี้ ซึ่งเรียกว่าการเชื่อมต่อใหม่ด้วยแม่เหล็กอย่างรวดเร็ว (fast magnetic reconnection) มานานกว่าครึ่งศตวรรษ และนักวิจัยที่ NASA อาจเพิ่งค้นพบ รายงานจากหน่วยงานอวกาศเปิดเผย

การสืบสวนครั้งใหม่ช่วยเพิ่มการแสวงหาพลังงานที่ไร้ขีดจำกัด

การค้นพบนี้สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับกระบวนการที่สามารถนำไปใช้ได้จริงบนโลก เช่น นิวเคลียร์ฟิวชัน ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อควบคุมพลังงานประเภทเดียวกับดวงอาทิตย์และดวงดาว นอกจากนี้ยังช่วยให้คาดการณ์พายุความร้อนใต้พิภพได้แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งอาจส่งผลต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น ดาวเทียม

“ในที่สุด ถ้าเราสามารถเข้าใจวิธีการเชื่อมต่อใหม่ของแม่เหล็ก เราก็สามารถทำนายเหตุการณ์ที่อาจส่งผลกระทบต่อโลกได้ เช่น พายุจากธรณีแม่เหล็กและเปลวสุริยะ” บาร์บารา ไจล์ส นักวิทยาศาสตร์โครงการ MMS และนักวิทยาศาสตร์การวิจัยของ Goddard Space Flight Center ของ NASA อธิบาย ในเมืองกรีนเบลท์ รัฐแมริแลนด์

“และถ้าเราสามารถเข้าใจวิธีการเริ่มต้นการเชื่อมต่อใหม่ ก็จะช่วยในการวิจัยด้านพลังงานด้วย เพราะนักวิจัยสามารถควบคุมสนามแม่เหล็กในอุปกรณ์ฟิวชันได้ดีขึ้น” เธอกล่าวต่อ

นักวิทยาศาสตร์ของ NASA จากภารกิจ Magnetospheric Multiscale Mission (MMS) ได้พัฒนาทฤษฎีที่อธิบายกระบวนการที่เกิดขึ้นระหว่างการเชื่อมต่อด้วยแม่เหล็กใหม่อย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นชื่อที่กำหนดให้ประเภทการเชื่อมต่อใหม่ด้วยแม่เหล็กที่เร็วที่สุด พวกเขาตีพิมพ์ผลการวิจัยในบทความในวารสาร การสื่อสารธรรมชาติ.

Yi-Hsin Liu หัวหน้าทีมวิจัยกล่าวว่า “ในที่สุดเราก็เข้าใจสิ่งที่ทำให้การเชื่อมต่อใหม่ด้วยแม่เหล็กประเภทนี้รวดเร็วมาก “ตอนนี้เรามีทฤษฎีที่จะอธิบายได้อย่างเต็มที่แล้ว”

การเชื่อมต่อแบบแม่เหล็กเกิดขึ้นในพลาสมา ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อก๊าซได้รับพลังงานมากพอที่จะแยกอะตอมออกจากกัน โดยทิ้งอิเล็กตรอนที่มีประจุลบและไอออนที่มีประจุบวกไว้ ในระหว่างกระบวนการ พลาสมาจะเปลี่ยนพลังงานแม่เหล็กเป็นความร้อนและความเร่งอย่างรวดเร็ว

โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเชื่อมต่อใหม่ด้วยแม่เหล็กอย่างรวดเร็วทำให้นักวิทยาศาสตร์งงงวยเนื่องจากส่วนใหญ่มีลักษณะที่คาดเดาได้ซึ่งเกิดขึ้น Giles กล่าวว่า “เราทราบมาระยะหนึ่งแล้วว่าการเชื่อมต่อใหม่อย่างรวดเร็วนั้นเกิดขึ้นในอัตราที่แน่นอน ซึ่งดูจะค่อนข้างคงที่” “แต่สิ่งที่ทำให้อัตรานั้นยังคงเป็นปริศนามาจนถึงตอนนี้”

สำรวจกระบวนการของระบบสุริยะ

งานวิจัยชิ้นใหม่ระบุว่าการเชื่อมต่อใหม่อย่างรวดเร็วเกิดขึ้นเฉพาะในพลาสมาที่ไม่มีการชนกัน ซึ่งเป็นพลาสมาชนิดหนึ่งที่มีอนุภาคกระจายไปถึงจุดที่ไม่ชนกัน ในอวกาศที่มีการเชื่อมต่อใหม่อย่างรวดเร็ว พลาสมาส่วนใหญ่อยู่ในสภาพที่ไม่มีการชนกัน

ทฤษฎีใหม่นี้ยังชี้ให้เห็นว่าการเชื่อมต่อใหม่อย่างรวดเร็วนั้นถูกเร่งโดยเอฟเฟกต์ฮอลล์ ซึ่งอธิบายปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กและกระแสไฟฟ้า NASA อธิบายในแถลงการณ์ ระหว่างการเชื่อมต่อใหม่ด้วยแม่เหล็กอย่างรวดเร็ว ไอออนและอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่แยกจากกัน และเอฟเฟกต์ฮอลล์เริ่มสร้างสุญญากาศพลังงานที่ไม่เสถียรซึ่งนำไปสู่การเชื่อมต่อใหม่ ความดันของสนามแม่เหล็กโดยรอบทำให้เกิดสุญญากาศของพลังงานระเบิด ซึ่งปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลออกมาอย่างรุนแรงในอัตราที่คาดการณ์ได้

พลาสมามีความไวต่อสนามแม่เหล็กมาก ซึ่งเป็นสาเหตุที่เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันที่เรียกว่าโทคามักส์ ใช้แม่เหล็กอันทรงพลังเพื่อรักษาพลาสมาระหว่างปฏิกิริยาฟิวชัน ขั้นตอนต่อไปสำหรับนักวิทยาศาสตร์ MMS ของ NASA คือการทดสอบทฤษฎีของพวกเขาด้วยความช่วยเหลือของยานอวกาศสี่ลำที่โคจรรอบโลกในรูปแบบปิรามิด ทำให้พวกเขาสามารถตรวจสอบกระบวนการเชื่อมต่อใหม่ในพลาสมาที่ไม่มีการชนกันที่ความละเอียดสูงกว่าที่เป็นไปได้บนโลก การค้นพบนี้อาจช่วยปลดล็อกศักยภาพของนิวเคลียร์ฟิวชัน ซึ่งสัญญาว่าจะให้พลังงานที่ยั่งยืนอย่างไร้ขีดจำกัดบนโลกใบนี้

.

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*