Små virvler på solens overflate kan løse 60 år gammel varmegåte

Hva bildene viser

Gjennombruddbildene viser fotosfæren, solens synlige overflate, dekket av virvellignende mønstre. Disse virvlene minner om turbulente strømvirvler som noen ganger sees i skyer på jorden, eller til og med den virvlende himmelen i Vincent van Goghs Stjernenatt . Den viktigste forskjellen: Disse er ikke bare atmosfæriske mønstre, men magnetiske plasmastrukturer som kan ha dype implikasjoner for vår forståelse av solens energiutbrudd.

Virvlene varierer i størrelse fra omtrent 20 til nesten 200 kilometer på tvers . De ser ut til å være nesten allestedsnærværende over solens overflate, ikke isolerte forstyrrelser . Dette tyder på at KHI er en grunnleggende, pågående prosess på solen, ikke en sjelden hendelse.

Hvorfor denne oppdagelsen betyr noe

Første direkte bevis på KHI på solens overflate

Kelvin-Helmholtz-instabilitet er et fluiddynamisk fenomen som oppstår når to lag med væske glir forbi hverandre i forskjellige hastigheter. Det har bare blitt utledet fra teori og simuleringer inntil DKIST-bildene ga den første observasjonsbekreftelsen på at denne prosessen aktivt virvler over solens synlige overflate . Observasjonene ble kryssvalidert med avanserte numeriske simuleringer, noe som bekrefter at simulerte spådommer om KHI på solen samsvarer med virkelige data .

En ny energitransportmekanisme

Virvlene representerer en mekanisme der kinetisk og magnetisk energi kan kaskadere fra storskala konvektive bevegelser (granuler) ned til mye mindre skalaer, hvor den kan dissiperes som varme . Dette er direkte relevant for koronaoppvarmingsmysteriet – gåten om hvorfor koronaen er millioner av grader varmere enn fotosfæren under den. KHI kan være den manglende lenken i hvordan energi overføres fra solens overflate til dens atmosfære.

Potensiell utløser for eksplosiv solaktivitet

Virvlene kan bidra til å forklare hvordan energi akkumuleres og destabiliserer magnetfeltlinjer, noe som fører til magnetisk rekobling, solfakler og koronamasseutbrudd . Ved å floke og vri magnetfeltlinjer ved granulegrenser, kan KHI være en tidligere skjult katalysator for solens mest energiske utbrudd . Dette har direkte implikasjoner for romværvarsling.

Validerer høyoppløselig solmodellering

Den nære overensstemmelsen mellom DKIST-observasjoner og datasimuleringer styrker det teoretiske rammeverket som brukes til å modellere solens magnetohydrodynamikk. Dette betyr at forskere kan stole mer på modellene sine enn noen gang når de forutsier solens oppførsel .

Hva er neste for Inouye Solar Telescope

Bildene ble tatt ved hjelp av FastCam, en høyhastighets fotometrisk imager, i løpet av bare noen få minutters observasjonstid før skyer tvang lukking av teleskopets linsebeskyttelse . At en så stor oppdagelse kom fra et kort observasjonsvindu, gjør forskerne begeistret for hva systematiske observasjoner vil avsløre. DKIST, verdens kraftigste solteleskop, forventes å fortsette å produsere enestående bilder av solen, og gi nye innsikter i den komplekse fysikken til vår nærmeste stjerne.