Откритието разкрива как се нагрява слънчевата корона

Астрономи успяха за първи път в историята да наблюдават директно образуването на турбулентни плазмени вихри на повърхността на Слънцето, съобщават от научното списание Nature. Уникалните кадри са заснети от най-големия в света соларен телескоп "Даниел К. Иноуей" (DKIST) и разкриват детайли от слънчевата фотосфера с безпрецедентна резолюция от едва 19 километра. Наблюденията доказват съществуването на феномен, който досега е присъствал само в теоретичните модели на нашата звезда.

Космически океан от плазма

Откритото явление, известно във физиката като неустойчивост на Келвин-Хелмхолц, се получава при разлика в скоростите на два съседни слоя флуиди – подобно на образуването на вълни, когато вятърът духа над морската повърхност. Докато този процес е добре познат в земните океани и в атмосферите на планети като Юпитер и Сатурн, наличието му в слънчевата фотосфера оставаше скрито заради липсата на достатъчно мощна техника.

Повърхността на Слънцето е доминирана от конвективни движения, при които горещата плазма бълбука като вряща вода, преплитайки се със зони на силна магнитна концентрация. Именно на границата между тези магнитни структури и обикновената плазма се зараждат въпросните вихри.

„Неустойчивостта се развива повсеместно по хоризонталните слоеве, обграждащи вертикално ориентираните магнитни концентрации“, се посочва в изследването, базирано на комбинирани данни от телескопа и сложни компютърни симулации.

Вихри с размерите на град

Заснетите плазмени водовъртежи са изключително малки по космическите стандарти. Средното разстояние между тях е около 65 километра, като размерите им варират от 25 до 170 километра. Плазмата в тези зони се движи с огромна скорост, достигаща до 3 километра в секунда.

Тези микроскопични за мащабите на Слънцето структури се развиват бързо, като по-малки вихри се образуват върху по-големите. Това води до мощно турбулентно смесване на намагнитена и ненамагнитена плазма, променяйки изцяло представата на учените за динамиката в тези гранични слоеве. Симулациите показват, че в дълбочина тези процеси буквално раздробяват големите магнитни елементи на по-малки структури.

Ключ към слънчевите тайни

Магнитните полета във фотосферата са в основата на почти всички процеси в слънчевата атмосфера, включително опасните за Земята слънчеви изригвания и изхвърляния на коронална маса.

Според анализа в Nature, постоянното изкривяване и преплитане на магнитните линии от новооткритите вихри може да освобождава огромно количество енергия. Това предлага дългоочаквано обяснение на една от най-големите загадки в астрофизиката – защо слънчевата корона е милиони градуси по-гореща от самата повърхност на звездата.

„Наблюдаваните вихри могат да осигурят ефективен източник на повсеместно магнитно преплитане в малък мащаб“, обобщават авторите на проучването.