我们的太阳经常爆发出巨大的热气和愤怒的舌头，以至于我们自己的星球会因其大小而相形见绌许多倍。 为了更好地了解它们的工作原理，研究人员创建了一个可以放入午餐盒的版本。
一组物理学家使用一种将强大的电力爆发转化为绳状等离子体环的装置，对太阳耀斑进行了建模，以研究流经太阳系的强大 X 射线和高能粒子。
“太阳观测检测到高能粒子和硬 X 射线，但无法揭示其生成机制，因为粒子加速发生在小于观测分辨率的尺度上。因此，解释高能粒子和硬 X 射线生成的跨尺度物理细节-射线仍然是个谜，”写一个团队由加州理工学院物理学家张扬领导。
“在这里，我们展示了模拟太阳日冕环物理的实验室实验的观察结果。”
太阳是一个高度动态、旋转的等离子体球，由，所以它会搞一些恶作剧也就不足为奇了。 强大的喷发将光和粒子喷射到周围的空间中，可以影响很远距离的太阳系。
我们在地球上肯定经历过这些影响。 磁层和大气层保护我们免受高能硬 X 射线的伤害，但太阳喷射物会干扰卫星和航天器，包括导航和通信技术，并可能导致电网波动和中断。 因此，科学家们自然希望更多地了解太阳最初是如何产生和喷射物质的。
但我们通过观察太阳本身所能收集到的信息是有限的。 我们利用现有技术所能进行的观测规模是有限的。 为了研究这些更小的细节，物理学家转向了下一个最好的方法：在实验室中复制太阳耀斑。
加州理工学院的物理学家 Paul Bellan 设计了一种专门用于生成结构的实验装置，称为。 这些是从太阳光球层喷出的长而闭合的粘性发光等离子体弧，沿着伸入日冕的磁场线。 这些通常与太阳活动增强有关，例如耀斑和日冕物质抛射。
该装置由真空室内的气体喷嘴、电磁体和电极组成。
首先，打开电磁体，在真空室内产生磁场。 然后，将气体注入电极区域。
然后通过电极施加毫秒级的强大放电； 这会电离气体，将其转变为等离子体，然后形成受磁场约束的环路。
“每个实验消耗的能量大约相当于 100 瓦灯泡运行大约一分钟所需的能量，而电容器充电只需要几分钟，”贝兰解释说。
每个循环仅持续 10 微秒，并且非常小，长度约为 20 厘米（7.9 英寸），直径约为 1 厘米。 但高速摄像机记录了环路产生和传播的每一刻，使研究团队能够详细分析其形成、结构和演化。
科学家最近了解到，冠状环不仅看起来像绳子，而且它们的结构也像绳子。 这项新工作使团队能够弄清楚这种结构在产生太阳喷射物中发挥的作用。
“如果你解剖一根绳子，你会发现它是由单股辫子组成的，”张说。 “将这些单独的股线拉开，你会发现它们是由更小的股线组成的辫子，等等。等离子体环似乎以同样的方式工作。”
事实证明，这些股线是 X 射线爆发的原因。 由于等离子体是强导体，因此电流会流过回路； 但时不时地，电流会超过回路的容量，就像过多的水流过软管一样。
研究小组的图像显示，当这种情况发生时，循环中会出现螺旋状的不稳定性，各个股线开始断裂，这会给剩余的股线带来更大的压力。
当一根线断裂时，会产生一阵 X 射线，并伴有负电压尖峰，类似于扭结的水管中压力下降的方式。 该电压降加速等离子体中的带电粒子； 当这些粒子减速时，会发射出一阵 X 射线。
梳理太阳日冕环的图像，研究人员发现了一种与实验室中观察到的不稳定性类似的现象，这种不稳定性也与 X 射线爆发有关，这表明——尽管其中一个有香蕉大小，而另一个可以轻松吞没我们的太阳。整个星球——这两种现象是以同样的方式产生的。
未来对太阳的研究将有助于进一步揭示这一过程，但这似乎与其他研究一致，这些研究发现了磁力线的断裂和重新连接如何导致。 该团队打算通过研究日冕环合并和重新配置的不同方式来跟进，以了解这种活动会产生什么样的爆发。
该研究发表于自然天文学。
