Redemoinhos invisíveis no Sol podem ter resolvido o maior mistério da física solar

A descoberta: instabilidades de Kelvin-Helmholtz por toda parte

As imagens revelaram instabilidades de Kelvin-Helmholtz (KHI) magnetizadas e onipresentes — um fenômeno clássico da dinâmica dos fluidos, no qual camadas adjacentes de plasma que se movem em velocidades diferentes criam padrões de vórtices turbulentos e ondulados . Diferente de indícios anteriores e isolados de KHI em regiões específicas da atmosfera solar, esses vórtices apareceram em todo o campo de visão, densamente compactados na fotosfera, especialmente nas bordas das concentrações de fluxo magnético . Os vórtices mediam entre 19 e 170 quilômetros de diâmetro .

Esta é a primeira evidência observacional direta da instabilidade de Kelvin-Helmholtz na fotosfera do Sol, confirmando uma previsão teórica de 150 anos . Os pesquisadores compararam as imagens com simulações computacionais de magneto-hidrodinâmica (MHD) de alta resolução, que reproduziram exatamente o mesmo comportamento de ondulação e o espaçamento entre os vórtices, confirmando que os padrões eram KHI genuínos e não artefatos das imagens .

Como isso pode resolver o mistério do aquecimento coronal

A superfície do Sol tem cerca de 5.500°C, mas sua atmosfera externa — a coroa — atinge milhões de graus Celsius. Por décadas, esse "problema do aquecimento coronal" foi uma das maiores perguntas em aberto na física solar . A descoberta oferece um novo mecanismo convincente:

• Os vórtices de Kelvin-Helmholtz atuam como um sistema de transporte de energia: eles torcem e esticam as linhas do campo magnético na fotosfera, convertendo energia cinética em energia magnética que pode se propagar para cima, em direção à coroa .
• Simulações de MHD que reproduziram as observações mostraram que essas instabilidades onipresentes bombeiam energia da superfície para a atmosfera superior de forma contínua, fornecendo o aquecimento sustentado necessário para manter a coroa em temperaturas de milhões de graus .
• Como resumiu um pesquisador da NSF, a equipe descobriu que a fotosfera está "fervilhando com esses minúsculos redemoinhos", que juntos representam um processo oculto que impulsiona a atividade solar e aquece a coroa .

Em resumo, a descoberta identifica um mecanismo contínuo e até agora invisível — vórtices KHI de pequena escala cobrindo toda a superfície solar — que pode fornecer a energia que faltava para aquecer a coroa, potencialmente resolvendo um mistério que intriga cientistas há gerações .