Najostrzejsze w historii zdjęcia Słońca ujawniają wiry plazmy, które mogą wreszcie wyjaśnić, dlaczego korona jest miliony stopni gorętsza

Odkrycie: wszechobecne niestabilności Kelvina-Helmholtza

Na zdjęciach uchwycono wszechobecne namagnesowane niestabilności Kelvina-Helmholtza (KHI) — klasyczne zjawisko z zakresu dynamiki płynów, w którym sąsiednie warstwy plazmy poruszające się z różną prędkością tworzą turbulencyjne wzory wirowe . W przeciwieństwie do wcześniejszych, niepewnych sygnałów KHI w izolowanych obszarach atmosfery słonecznej, te wiry pojawiły się w całym polu widzenia, gęsto upakowane na fotosferze na granicach koncentracji strumienia magnetycznego . Wiry miały średnicę od około 19 do 170 kilometrów .

To pierwszy bezpośredni dowód obserwacyjny istnienia niestabilności Kelvina-Helmholtza na fotosferze Słońca, potwierdzający wieloletnie przewidywania teoretyczne . Naukowcy porównali obrazy z wysokorozdzielczymi symulacjami magnetohydrodynamicznymi (MHD), które odtworzyły to samo zachowanie i odstępy między wirami, potwierdzając, że wzory te są autentycznym zjawiskiem KHI, a nie artefaktem obrazu .

Jak to pomaga rozwiązać zagadkę ogrzewania koronalnego?

Powierzchnia Słońca ma temperaturę około 5 500°C, ale jego zewnętrzna atmosfera — korona — osiąga miliony stopni Celsjusza. Przez dziesięciolecia był to jeden z największych nierozwiązanych problemów w fizyce Słońca, zwany „problemem ogrzewania koronalnego” . Odkrycie dostarcza nowego, przekonującego mechanizmu:

• Wiry Kelvina-Helmholtza działają jak system transportu energii: skręcają i rozciągają linie pola magnetycznego w fotosferze, przekształcając energię kinetyczną w energię magnetyczną, która może rozchodzić się w górę, do korony .
• Symulacje MHD dopasowane do obserwacji wykazały, że te wszechobecne niestabilności skutecznie pompują energię z powierzchni do wyższych warstw atmosfery, dostarczając ciepła niezbędnego do utrzymania temperatury korony na poziomie milionów stopni .
• Jak zauważył jeden z badaczy NSF, zespół odkrył, że fotosfera „roi się od tych maleńkich wirów”, które razem stanowią ukryty proces napędzający aktywność słoneczną i ogrzewający koronę .

Podsumowując, odkrycie identyfikuje wcześniej niewidoczny, ciągły mechanizm — małoskalowe wiry KHI pokrywające całą powierzchnię Słońca — który może odpowiadać za brakującą energię potrzebną do ogrzania korony, potencjalnie rozwiązując zagadkę, która nurtowała naukowców od pokoleń .