Hvirvelstrømme på Solens overflade kan løse 60 år gammel varmegåde

Hvad billederne viser

Gennembrudsbillederne viser fotosfæren, Solens synlige overflade, dækket af hvirvellignende mønstre. Disse hvirvler minder om de turbulente strømninger, man nogle gange ser i skyer på Jorden, eller endda den hvirvlende himmel i Vincent van Goghs Stjernenat . Den afgørende forskel: de er ikke blot atmosfæriske mønstre, men magnetiske plasmastrukturer, der kan have dybtgående implikationer for vores forståelse af Solens energiudladning.

Hvirvlerne varierer i størrelse fra omkring 20 til næsten 200 kilometer på tværs . De ser ud til at være næsten allestedsnærværende på soloverfladen, ikke isolerede forstyrrelser . Dette tyder på, at KHI er en fundamental, løbende proces på Solen, ikke en sjælden hændelse.

Hvorfor opdagelsen er vigtig

Første direkte bevis på KHI på Solens overflade

Kelvin-Helmholtz-ustabilitet er et fluid-dynamisk fænomen, der opstår, når to lag væske glider forbi hinanden med forskellige hastigheder. Det havde kun været udledt fra teori og simuleringer, indtil DKIST-billederne gav den første observationsbekræftelse på, at denne proces aktivt finder sted på Solens synlige overflade . Observationerne blev krydsvalideret med state-of-the-art numeriske simuleringer, som bekræftede, at de simulerede forudsigelser af KHI på Solen matcher de reelle data .

En ny mekanisme til energitransport

Hvirvlerne repræsenterer en mekanisme, hvorved kinetisk og magnetisk energi kan kaskadere fra store konvektive bevægelser (granuler) ned til meget mindre skalaer, hvor den kan omdannes til varme . Dette er direkte relevant for gåden om koronaens opvarmning – hvorfor koronaen er millioner af grader varmere end fotosfæren nedenunder. KHI kunne være det manglende led i, hvordan energi overføres fra Solens overflade til dens atmosfære.

Potentiel trigger for eksplosiv solaktivitet

Hvirvlerne kan hjælpe med at forklare, hvordan energi ophobes og destabiliserer magnetfeltlinjer, hvilket fører til magnetisk rekonnektion, soludbrud og koronale masseudstødninger . Ved at filtrere og vride magnetfeltlinjer ved granulernes grænser kan KHI være en hidtil skjult katalysator for Solens mest energiske udbrud . Dette har direkte betydning for rumvejrudsigter.

Validering af højopløselig solmodellering

Den tætte overensstemmelse mellem DKIST-observationer og computersimuleringer styrker den teoretiske ramme, der bruges til at modellere solens magnetohydrodynamik. Det betyder, at forskere nu kan stole mere på deres modeller end nogensinde før, når de forudsiger solens opførsel .

Hvad er næste skridt for Inouye Solarteleskopet

Billederne blev taget med FastCam, en højhastigheds fotometrisk imager, i løbet af blot få minutters observationstid, før skyer tvang teleskopets linse til at lukke . At en sådan stor opdagelse kom fra et kort observationsvindue, har forskerne begejstrede for, hvad systematiske observationer vil afsløre. DKIST, verdens mest kraftfulde solteleskop, forventes at fortsætte med at levere hidtil usete udsigter af Solen og give ny indsigt i den komplekse fysik af vores nærmeste stjerne.