Skarpeste solbilder noensinne avslører bittesmå plasmavirvler – og kan endelig forklare hvorfor koronaen er millioner av grader varmere

Oppdagelsen: Kelvin-Helmholtz-instabiliteter overalt

Bildene avslørte gjennomgripende magnetiserte Kelvin-Helmholtz-instabiliteter (KHI) – et klassisk fluid-dynamisk fenomen der tilstøtende lag av plasma som beveger seg i forskjellige hastigheter, skaper rullende, turbulente virvelmønstre . I motsetning til tidligere, tentative antydninger av KHI i isolerte områder av solens atmosfære, dukket disse virvlene opp over hele synsfeltet, tett pakket på fotosfæren ved grensene til magnetiske flukskonsentrasjoner . Virvlene målte omtrent 19 til 170 kilometer i diameter .

Dette er den første direkte observasjonsbekreftelsen av Kelvin-Helmholtz-instabilitet på solens fotosfære, og bekrefter dermed en lenge spådd teoretisk forutsigelse . Forskerne sammenlignet bildene med høyoppløselige magnetohydrodynamiske (MHD)-simuleringer, som gjenskapte den samme oppførselen og avstanden mellom virvlene. Dette bekreftet at mønstrene var ekte KHI og ikke bildeartefakter .

Hvordan dette kan løse gåten om koronaens høye temperatur

Solens overflate har en temperatur på omtrent 5.500°C, mens dens ytre atmosfære – koronaen – når millioner av grader Celsius. I flere tiår har dette «koronaoppvarmingsproblemet» vært et av de største uløste spørsmålene innen solfysikk . Oppdagelsen gir en ny, overbevisende mekanisme:

• Kelvin-Helmholtz-virvlene fungerer som et energitransportsystem: de vrir og strekker magnetfeltlinjene i fotosfæren, og omdanner kinetisk energi til magnetisk energi som kan forplante seg oppover i koronaen .
• MHD-simuleringer samsvarte med observasjonene og viste at disse gjennomgripende instabilitetene effektivt pumper energi fra overflaten opp i den overliggende atmosfæren, og gir den vedvarende oppvarmingen som trengs for å holde koronaen på milliongrader .
• Som en NSF-forsker bemerket, fant teamet at fotosfæren «vrimler av disse små virvlene», som sammen utgjør en skjult prosess som driver solaktivitet og varmer opp koronaen .

Kort oppsummert identifiserer oppdagelsen en tidligere usynlig, kontinuerlig mekanisme – småskala KHI-virvler som dekker hele soloverflaten – som kan stå for den manglende energien som kreves for å varme opp koronaen, og dermed potensielt løse en gåte som har forvirret forskere i generasjoner .