Scherpste beelden ooit van het zonoppervlak onthullen minuscule plasmawervels – eindelijk een verklaring voor de miljoen hete corona?

De ontdekking: Kelvin-Helmholtz-instabiliteiten (KHI)

De beelden laten wijdverbreide gemagnetiseerde Kelvin-Helmholtz-instabiliteiten (KHI) zien . Dit is een bekend verschijnsel uit de vloeistofdynamica, waarbij wervelende patronen ontstaan als lagen plasma met verschillende snelheden langs elkaar schuiven. Eerdere aanwijzingen voor KHI waren er alleen in geïsoleerde plekjes in de zonneatmosfeer, maar de nieuwe beelden tonen de wervels overal in het beeldveld . Ze zitten dicht opeen op de grenzen van magnetische gebieden en zijn ongeveer 19 tot 170 kilometer breed .

Dit is het eerste directe waarnemingsbewijs van Kelvin-Helmholtz-instabiliteit op de fotosfeer van de zon, waarmee een lang gekoesterde theoretische voorspelling wordt bevestigd . De onderzoekers vergeleken de beelden met geavanceerde magnetohydrodynamische (MHD) simulaties, die hetzelfde gedrag en dezelfde afstanden tussen de wervels lieten zien. Daarmee werd duidelijk dat het echt om KHI gaat en niet om meetruis .

Hoe dit het coronale verhittingsmysterie oplost

Het oppervlak van de zon is ongeveer 5500 °C, maar de buitenste atmosfeer – de corona – bereikt miljoenen graden. Dit ‘coronale verhittingsprobleem’ is al tientallen jaren een van de grootste vraagstukken in de zonnefysica . De ontdekking van de KHI-wervels biedt een overtuigend nieuw mechanisme:

• De Kelvin-Helmholtz-wervels fungeren als een energietransportsysteem: ze draaien en rekken magnetische veldlijnen in de fotosfeer, waardoor bewegingsenergie (kinetische energie) wordt omgezet in magnetische energie die omhoog de corona in kan reizen .
• De MHD-simulaties die overeenkomen met de waarnemingen laten zien dat deze alomtegenwoordige instabiliteiten effectief energie van het oppervlak naar de bovenliggende atmosfeer pompen. Dat levert precies de aanhoudende verhitting die nodig is om de corona op miljoenen graden te houden .
• Zoals een NSF-onderzoeker het verwoordde: het team ontdekte dat de fotosfeer “wemelt van de kleine draaikolken,” die samen een verborgen proces vormen dat zonneactiviteit aanjaagt en de corona verhit .

Kortom: de ontdekking wijst op een voorheen onzichtbaar, continu mechanisme – kleine KHI-wervels die het hele zonoppervlak bedekken – dat de ontbrekende energie voor de verhitting van de corona kan leveren. Daarmee is mogelijk een mysterie opgelost dat wetenschappers generaties lang heeft beziggehouden .