Scoperte sulla superficie del Sole migliaia di microscopici vortici di plasma: forse è la chiave per risolvere un mistero di 150 anni

La scoperta: un 'tappeto' di instabilità di Kelvin-Helmholtz

Le immagini hanno catturato la presenza diffusa di instabilità di Kelvin-Helmholtz (KHI) — un classico fenomeno della fluidodinamica in cui strati adiacenti di plasma che si muovono a velocità diverse creano caratteristici moti vorticosi e turbolenti . A differenza di precedenti e incerti indizi di KHI in aree isolate dell'atmosfera solare, questi vortici sono apparsi in tutto il campo visivo, fittamente stipati sulla fotosfera ai confini delle concentrazioni di flusso magnetico . I vortici misurano all'incirca tra i 19 e i 170 chilometri di larghezza .

Questa è la prima prova osservativa diretta dell'instabilità di Kelvin-Helmholtz sulla fotosfera solare, una conferma sperimentale di una predizione teorica di vecchia data . I ricercatori hanno confrontato le immagini con simulazioni magnetoidrodinamiche (MHD) ad alta risoluzione, che hanno riprodotto lo stesso comportamento e la stessa spaziatura dei vortici, confermando che i motivi osservati sono autentiche KHI e non artefatti delle immagini .

Come aiuta a risolvere il mistero del riscaldamento coronale

La superficie del Sole ha una temperatura di circa 5.500°C, mentre la sua atmosfera esterna — la corona — raggiunge milioni di gradi Celsius. Per decenni, questo "problema del riscaldamento coronale" è stato uno dei più grandi enigmi irrisolti della fisica solare . La nuova scoperta offre un meccanismo convincente:

• I vortici di Kelvin-Helmholtz agiscono come un sistema di trasporto di energia: attorcigliano e stirano le linee del campo magnetico nella fotosfera, convertendo l'energia cinetica in energia magnetica che può propagarsi verso l'alto, nella corona .
• Le simulazioni MHD, in perfetto accordo con le osservazioni, hanno mostrato che queste instabilità onnipresenti riescono efficacemente a pompare energia dalla superficie all'atmosfera sovrastante, fornendo il calore continuo necessario per mantenere la corona a temperature di milioni di gradi .
• Come ha sottolineato un ricercatore della NSF, il team ha scoperto che la fotosfera è "piena di questi minuscoli mulinelli", che insieme rappresentano un processo nascosto che guida l'attività solare e riscalda la corona .

In sintesi, la scoperta identifica un meccanismo continuo e precedentemente invisibile — i piccoli vortici KHI che ricoprono l'intera superficie solare — che può spiegare l'energia mancante necessaria per riscaldare la corona, risolvendo potenzialmente un mistero che ha affascinato gli scienziati per generazioni .