Quả cầu plasma tại Đại học Wisconsin-Madison đang được sử dụng để nghiên cứu rõ hơn về Mặt trời của chúng ta.
Mặt trời có đường kính khoảng 1,4 triệu km, là một quả cầu plasma khổng lồ ở trung tâm Hệ Mặt trời chúng ta. Con người nghiên cứu Mặt trời đến nay đã nhiều thiên niên kỷ. Chúng ta thậm chí còn gửi các tàu thăm dò để thu thập dữ liệu từ đây.
Một trong những khía cạnh hấp dẫn nhất của việc nghiên cứu Mặt trời là tìm hiểu xem từ trường cực mạnh của nó ảnh hưởng đến toàn bộ Hệ Mặt trời như thế nào. Để hiểu rõ hơn về quá trình này, các nhà nghiên cứu tại Đại học Wisconsin-Madison, Mỹ đã xây dựng hẳn một "Mặt trời mini".
Big Red Ball là một trong nhiều thiết bị khoa học đang được sử dụng để nghiên cứu các tính chất cơ bản của plasma. (Ảnh: University of Wisconsin-Madison).
Với tên gọi Quả bóng đỏ lớn (Big Red Ball), cỗ máy có kích thước nhỏ hơn hàng triệu lần so với Mặt trời thực tế, chỉ rộng 3 m và trông giống như bộ não của con người hơn là ngôi sao.
Các nhà nghiên cứu bơm khí heli vào quả cầu (có trên Mặt trời thực tế) và biến nó thành plasma. Một nam châm ở trung tâm quả bóng tạo ra từ trường, khi cho dòng điện đi qua, cỗ máy mô phỏng chính xác cách thức plasma và từ trường Mặt trời thật hoạt động ra sao.
Nhiệt độ Plasma trong Big Red Ball có thể đạt đến 150.000 độ C. Tuy nhiên. lượng Plasma này chỉ ít hơn 1 miligam helium. Nó thậm chí không đủ làm nóng một dòng nước.
Các ống tia âm cực tạo ra ánh sáng màu cam bên trong Big Red Ball. (Ảnh: University of Wisconsin-Madison).
"Các sứ mệnh vệ tinh đã ghi lại khá rõ nguồn gốc gió Mặt trời "nhanh" được tạo ra từ đâu và thay đổi thế nào khi di chuyển về Trái đất", Ethan Peterson và Giáp sư vật lý Cary Forest, tác giả chính của nghiên cứu cho biết.
Các nhà khoa học hiện chú ý đến gió Mặt trời “chậm”, bản chất là các hạt phát ra từ Mặt trời và bắn vào không gian. Trong "Mặt trời mini", các nhà nghiên cứu có thể tái tạo Xoáy Parker, loại từ trường xoắn ốc đặc thù của Mặt trời.
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cũng xác định những tia plasma khổng lồ phát ra từ Mặt trời vốn là nguồn năng lượng cung cấp cho gió Mặt trời.
Giáp sư vật lý Cary Forest đứng bên cạnh "Mặt trời mini". (Ảnh: University of Wisconsin-Madison).
"Những cơn gió Mặt Trời có thể được quan sát bởi các vệ tinh, nhưng không ai biết điều gì tạo ra chúng từ bên trong", Peterson nói, “Chúng tôi muốn xác định cách chúng hình thành và phát triển".
Các thí nghiệm của Big Red Ball được thiết kế để bổ sung cho những nhiệm vụ tìm hiểu rõ hơn về Mặt trời. Tàu thăm dò Parker Solar của NASA hiện xoay quanh ngôi sao này, hy vọng làm sáng tỏ thêm bí ẩn xung quanh nhật quyển và gió Mặt trời.