Naukowcy wykonali najdokładniejsze zdjęcia Słońca w historii, odkrywając wiry plazmy

Najdokładniejsze zdjęcia w historii

Teleskop słoneczny Daniela K. Inouye, znajdujący się na wulkanie Haleakalā na hawajskiej wyspie Maui, wykonał najbardziej szczegółowe zdjęcia powierzchni Słońca w historii. Teleskop wyposażony w czterometrowe zwierciadło główne pozwolił na dostrzeżenie struktur o średnicy zaledwie 20 kilometrów, co odpowiada zauważeniu monety euro z odległości 180 kilometrów. Wyniki badań opublikowano 5 sierpnia 2026 roku w czasopiśmie „Nature” pod tytułem „Ubiquitous Kelvin-Helmholtz instabilities driving plasma mixing on the Sun”.

Zdjęcia wykonano na początku 2020 roku jako test możliwości teleskopu. Dopiero po analizie wyników naukowcy zorientowali się, że sfotografowali fotosferę, czyli jasną zewnętrzną powłokę Słońca, w rozdzielczości, której nigdy wcześniej nie osiągnięto. Widoczny fragment Słońca obejmował obszar około 5000 na 3500 kilometrów.

Nigdy wcześniej niewidziane wiry plazmy

Na powierzchni Słońca zespół zaobserwował wirujące, pierzaste wzory wirów plazmy o średnicy od 500 do 2000 kilometrów. Struktury te interpretuje się jako oznaki niestabilności Kelvina-Helmholtza, dobrze znanego zjawiska dynamiki płynów, które występuje, gdy warstwy płynu poruszają się obok siebie z różnymi prędkościami, generując zaburzenia przekształcające się w wiry. Efekt ten obserwowano na Ziemi oraz na planetach takich jak Jowisz i Saturn, ale nigdy wcześniej nie widziano go na taką skalę na powierzchni Słońca.

Nigdy wcześniej nie zaobserwowano tego na takim poziomie na powierzchni Słońca.

Fizyk słoneczny Ruizhu Chen z Uniwersytetu Stanforda, który nie brał udziału w badaniach, porównał te wzory do sztuki.

Przypomina mi to słynne obrazy, takie jak wirujące niebo w „Gwieździstej nocy” Van Gogha.

Klucz do zagadki ogrzewania korony

Odkrycie może pomóc wyjaśnić jedną z najstarszych zagadek fizyki słonecznej: dlaczego korona Słońca, czyli jego najbardziej zewnętrzna warstwa atmosfery, osiąga temperaturę milionów stopni, podczas gdy sama powierzchnia ma około 5500 do 6000 stopni. David Kuridze, astronom z National Solar Observatory w Boulder w stanie Kolorado i główny autor badania, stwierdził, że niestabilność może być mechanizmem przekazującym energię do mniejszych skal, gdzie rozprasza się ona jako ciepło.

Może to rozwiązać największą zagadkę ostatnich pięćdziesięciu lat dla fizyki słonecznej i astrofizyki. Gdy w systemie występuje ta niestabilność, energia bardzo łatwo przenosi się do mniejszych skal. W pewnym momencie po prostu rozprasza się jako ciepło. Może to generować gorące korony, gorące zewnętrzne atmosfery zarówno na Słońcu, jak i na podobnych gwiazdach.

Thomas Rimmele z National Solar Observatory podkreślił znaczenie odkrycia, zauważając, że niestabilność Kelvina-Helmholtza jest prawdopodobnie mechanizmem przyczyniającym się do ogrzewania zewnętrznej atmosfery Słońca i stanowi część odpowiedzi na pytanie, dlaczego gwiazdy posiadają koronę o temperaturze miliona stopni Kelwina.

Wpływ na pogodę kosmiczną

Wiry mogą również rzucić światło na to, jak Słońce przechowuje i uwalnia energię w swoim polu magnetycznym. Według obecnej teorii Słońce gromadzi energię, gdy linie pola magnetycznego skręcają się, przechowując ją niczym sprężynę mechaniczną, a następnie uwalnia ją nagle poprzez rekonneksję magnetyczną. Nowo zaobserwowane wiry, które wydają się tworzyć nieustannie wszędzie tam, gdzie pole magnetyczne jest wystarczająco silne, mogą być siłą napędową tego skręcania.

David Boboltz, zastępca dyrektora ds. teleskopu Inouye w National Solar Observatory, opisał znaczenie tego wyniku.

To przełom w naszym rozumieniu dynamiki i ewolucji plazmy słonecznej i gwiazdowej.

W skład zespołu badawczego weszli naukowcy z NSF National Solar Observatory w Stanach Zjednoczonych, Instytutu Badań Układu Słonecznego im. Maxa Plancka w Niemczech, High Altitude Observatory w Stanach Zjednoczonych oraz badacze z Korei Południowej.

Naukowcy mają nadzieję, że wyniki te poprawią modele prognozowania pogody kosmicznej, w tym koronalnych wyrzutów masy, które mogą wyrzucać energię w stronę Ziemi, potencjalnie zakłócając komunikację GPS, satelity i sieci energetyczne, jednocześnie tworząc kolorowe zorze polarne.