Astronomowie wykonali zdjęcia Słońca w najwyższej rozdzielczości, ujawniając wiry plazmy przypominające obrazy Van Gogha

Zdjęcia Słońca w najwyższej rozdzielczości

Astronomowie wykonali zdjęcia widzialnej powierzchni Słońca w najwyższej rozdzielczości w historii. Ujawniają one wirujące wzory w przegrzanej plazmie, które przypominają kształty z obrazu Vincenta van Gogha „Gwiaździsta noc” z 1889 roku. Wyniki badań, opublikowane w środę 5 sierpnia 2026 roku w czasopiśmie „Nature”, uzyskano za pomocą teleskopu słonecznego Daniela K. Inouye, należącego do amerykańskiej Narodowej Fundacji Nauki (NSF) i znajdującego się w pobliżu szczytu wulkanu Haleakalā na wyspie Maui na Hawajach. Dzięki 4-metrowemu zwierciadłu głównemu teleskop Inouye zbiera siedmiokrotnie więcej światła słonecznego niż jakikolwiek inny teleskop tego typu, co pozwala na rozróżnienie obiektów o średnicy zaledwie 19 km.

Zespół badawczy, w skład którego weszli naukowcy ze Stanów Zjednoczonych, Niemiec i Korei Południowej, początkowo planował jedynie przetestować i skalibrować możliwości teleskopu. Po analizie wyników badacze odkryli stale powiększające się wiry gorącej plazmy o średnicach od około 19 km do około 170 km. Zdjęcia przedstawiają fragment fotosfery, stosunkowo cienkiej warstwy o głębokości około 100 km w porównaniu do całkowitej średnicy Słońca wynoszącej około 1,4 mln km. Plazma na powierzchni osiąga temperaturę około 6000 Kelwinów.

Niestabilność Kelvina-Helmholtza potwierdzona na Słońcu

Kręte, koliste wzory nie są przypadkowymi kształtami, lecz pierwszym wykryciem zjawiska zwanego niestabilnością Kelvina-Helmholtza (KHI) na powierzchni gwiazdy. KHI, opisana po raz pierwszy w XIX wieku, występuje, gdy dwa równoległe strumienie płynów lub gazów poruszają się obok siebie z różnymi prędkościami, tworząc ścinanie na styku warstw. Na Słońcu oddziałujące strumienie składają się z gorącej plazmy poruszającej się wewnątrz pola magnetycznego.

Strefa styku może stać się niestabilna i wytworzyć faliste wiry, które rosną, aż do momentu rozpadu, podobnie jak fale na jeziorze lub oceanie podczas wietrznej pogody.

Zjawisko KHI obserwowano wcześniej na Ziemi w chmurach i wodzie, a także w atmosferach Jowisza i Saturna, jednak nigdy wcześniej nie potwierdzono go na Słońcu. Choć teoria przewidywała występowanie tego zjawiska, nigdy wcześniej nie zaobserwowano go bezpośrednio na powierzchni gwiazdy.

Kiedy siedziałem tam z kolegami i po raz pierwszy patrzyliśmy na te zdjęcia, natychmiast rozpoznaliśmy wzory Kelvina-Helmholtza i byliśmy niezwykle podekscytowani.

Pierwszy autor publikacji, David Kuridze, astronom z National Solar Observatory, powiedział serwisowi Gizmodo, że zrozumienie procesów zachodzących na mikroskopijnym poziomie Słońca jest niezbędne do poznania jego magnetyzmu i globalnej dynamiki.

Dlaczego to jest ważne

Odkrycie może pomóc w rozwiązaniu trwającej od dziesięcioleci zagadki: dlaczego korona słoneczna, czyli zewnętrzna atmosfera Słońca, jest o miliony stopni gorętsza niż jego powierzchnia. Thomas Rimmele z National Solar Observatory stwierdził, że KHI prawdopodobnie stanowi mechanizm przyczyniający się do ogrzewania zewnętrznej atmosfery Słońca, co może być częścią rozwiązania długoletniego problemu, dlaczego gwiazdy posiadają koronę o temperaturze miliona Kelwinów.

Zrozumienie wewnętrznych procesów Słońca w małej skali ma również znaczenie praktyczne. Koronalne wyrzuty masy i rozbłyski słoneczne mogą zakłócać działanie satelitów, nawigacji GPS, sieci energetycznych i globalnej komunikacji na Ziemi. David Boboltz z NSO podkreślił, że aby przewidywać pogodę kosmiczną, naukowcy muszą zrozumieć fizykę Słońca aż do najmniejszych skal.

Naukowcy wykorzystali kamerę szerokopasmową z Instytutu Badań Układu Słonecznego im. Maxa Plancka w Getyndze. Wcześniejsze obserwacje za pomocą teleskopu Inouye pozwalały na rozróżnienie szczegółów o wielkości 30 km i ukazywały powierzchnię Słońca jako mozaikę struktur granulacyjnych o średnicy około 1000 km każda, co odpowiada mniej więcej powierzchni Francji. Najnowsze zdjęcia przesuwają granice możliwości teleskopu, rejestrując obiekty o wielkości zaledwie 19 km.