Mini Slunce „Big Red Ball“. Kredit: Jeff Miller / UW-Madison.

Když se vědci snaží něco dozvědět o gigantických a nebezpečných objektech, tak je buď mohou pozorovat z bezpečné vzdálenosti anebo si v postaví jejich model v laboratoři. Tým fyziků americké University of Wisconsin-Madison si postavil laboratorní model Slunce, pochopitelně v miniaturní velikosti. Toto mini Slunce pak využili ke studiu slunečního větru a souvisejících fenoménů.

University of Wisconsin-Madison, logo.

Není to poprvé, kdy někdo na Zemi postavil mini Slunce, které simuluje některé z vlastností naší rodné hvězdy. Před dvěma lety spustili umělé xenonové Slunce, což je vlastně veliká lampa s xenonovými reflektory. Slouží k experimentům s rozkladem vody na vodík a kyslík. Další umělém Slunce mají v Číně, alespoň podle médií. Je to tokamak EAST pro fúzní experimenty, který loni zaznamenal rekord v udržení teploty elektronů v plazmatu nad 100 miliony stupňů Celsia po dobu zhruba 10 sekund.

Heliosférická proudová plocha představuje 3D podobu Parkerovy spirály kolem Slunce. Kredit: Werner Heil / Wikimedia Commons.

Ethan Peterson a jeho kolegové postavili jiný typ umělého Slunce. Jejich mini Slunce nese přezdívku „Big Red Ball“, jejíž původ je jasný každému, kdo uvidí fotografii tohoto zařízení. Tvoří jej asi třímetrový červený balon, uvnitř kterého se skrývá silný magnet. Když operátoři mini Slunce spouštějí, tak do něj napumpují helium, které pak ionizují, aby vzniklo plazma. Do plazmatu následně pouštějí elektrický proud, až se vytvoří rotující koule vířícího plazmatu, obaleného elektromagnetickými poli. Díky tomu je „Big Red Ball“ pěknou simulací plazmatu na Slunci.

Peterson a jeho tým použili „Big Red Ball“ ke studiu slunečního větru. Tento proud elektricky nabitých částic přitom vzniká na Slunci tak, že povrch Slunce vyvrhuje plazma, které uniká z objetí magnetických polí naší hvězdy. Podle Petersona je sluneční vítr velmi proměnlivý, ale v zásadě je možné rozlišit dva základní typy – rychlý a pomalý. Solární sondy a observatoře již obstojně prozkoumaly původ rychlého slunečního větru. Mini Slunce postavili kvůli výzkumu vzniku a chování pomalého slunečního větru.

Badatelé vytvořili ve svém umělém Slunci Parkerovu spirálu, která odpovídá tvaru magnetického pole Slunce. Satelitní měření jsou sice v souladu s modelem Parkerovy spirály, ale Peterson s kolegy jako první vytvořil rozsáhlou mapu tohoto magnetického pole v laboratorních podmínkách. Rovněž pozorovali výtrysky plazmatu, které byly velmi podobné reálnému slunečnímu větru. Jejich experimentální výsledky potvrzují model Parkerovy spirály, i to, jak se podílí na vytváření slunečního větru. 

Literatura
University of Wisconsin-Madison 29. 7. 2019, Nature Physics 29. 7. 2019.