Kas termotuumareaktori saladused peituvad Päikese tsüklonites?

Päikese pinnal pühib tolmu üles ligi kümme tuhat hiiglaslikku tornaadot. Igaüks neist keerlevatest magnettormidest on Euroopa suurune ning koos võivad need pumbata Päikese atmosfääri nii palju energiat, et tõsta selle temperatuur miljonite kraadideni. Sellise jõu tõttu arvavad mõned teadlased, et me võiksime termotuumaenergia ammutamise eesmärgil Päikese tornaadosid kopeerida.

Päikese nähtava pinna temperatuur on rohkem kui 5000 Kelvinit, kuid Päikese välise atmosfääri ehk krooniga võrreldes on see jääkülm. Päikesekrooni õhukese plasma temperatuur võib ulatuda rohkem kui miljoni Kelvinini, mis on aga veider, sest tavaliselt temperatuur soojusallikast eemale liikudes langeb, kirjutab NewScientist.com.

Vihje selle nähtuse mõistmiseks leiti 2008. aastal, mil Oslo Ülikooli teadlane Sven Wedemeyer-Böhm märkas Päikese pinnal pilkupüüdvaid pööriseid. Neid pöörlevaid mustreid võis näha La Palma saarel asuva Rootsi Päikeseteleskoobi (Swedish Solar Telescope) ning CRISP-nimelise seadme tehtud fotodest. CRISP suudab näha Päikese atmosfääri madalaimatesse kihtidesse ehk võrdlemisi õhukesse alasse nimega kromosfäär.

,,Sel hetkel ei saanud me päris täpselt aru, mis nende pööriste taga peitus,” sõnas Wedemeyer-Böhm. Nüüd aga kasutasid teadlased NASA Päikesedünaamika Observatooriumi (Solar Dynamics Observatory ehk SDO) andmeid ning arvutisimulatsioone, et asjast paremat pilti luua.

SDO suudab näha ekstreemseid ultraviolett-lainepikkusi, mille Maa atmosfäär ära blokeerib, võimaldades vaadata päikesekrooni seda osa, kus temperatuur järsult tõuseb. SDO ja Päikeseteleskoobi samaaegsete vaatluste abil nägid teadlased kromosfäärist kroonini ulatuvaid pööriseid.

Simulatsioonid näitavad, et pöörised tekivad, kui Päikese pinna lähedane konvektsioon viib mingi osa ainet läbi kitsaste kanalite allapoole. Just nagu vannivee keerises äravooluava kohal, materjal pöörleb, tekitades enda kohal väänleva segu plasmast ja magnetväljadest. Põhimõtteliselt näevad sellised keerised välja justkui Maa tornaadod, kuid nende läbimõõt on kuni 1500 kilomeetrit ning maksimaalsed tuulekiirused ulatuvad kümnete tuhandete kilomeetriteni tunnis.

Oluline on siin see, et muude aladega võrreldes antakse iga tornaado ülaosas ära palju rohkem ultraviolettkiirgust – märk sellest, et selles punktis plasma kuumeneb. Teadlasterühma liige Robert Erdélyi sõnul kantakse energiat ilmselt edasi torsionaalsete Alfvéni lainete nime kandvate magnethäirituste abil. Need liiguvad kiiresti mööda väänatud väljajooni ülespoole ning hajuvad päikesekroonis soojusena laiali.

See pole ainus viis, kuidas soojus kroonini jõuab. Energiat kannavad ülespoole ka väikesed pursked ehk protuberantsid. Lisaks vabaneb energia ka erinevates plahvatuslikes sündmustes, sealhulgas päikesepursetes. Teadlaste sõnul võivad tornaadod olla aga selle soojenemise peamiseks põhjuseks.

Kui selline asi toimib Päikesel, siis miks ei peaks see töötama ka Maal? ,,Me võiksime selle meetodi otse loodusest varastada,” lausus Erdélyi. Prantsusmaal asuvas ITERi projektis proovivad teadlased saada energiat termotuumareaktsioonist, mille jaoks tuleb plasma mitme miljoni kraadini kuumutada. Erdélyi arvab, et kui me mõistaksime paremini päikesekrooni soojenemist, siis saaks sarnast protsessi kasutada soojuse lisamiseks reaktorisse. Seejärel tooksid need väikesemõõtmelised päikesetornaadod meie kodudesse soojust ja valgust.

Allikas

Teadusartikkel: “Magnetic tornadoes as energy channels into the solar corona“