إليك خدعة فيزيائية: مرر سائلين بجانب بعضهما بسرعات مختلفة، وسوف تنثني الحدود بينهما وتتجعد وتتدحرج إلى دوامات صغيرة أنيقة. يُسمى هذا عدم استقرار كلفن-هيلمهولتز، وهي ظاهرة فسرت في أواخر ستينيات القرن التاسع عشر، وهي السبب في تموج الرياح للماء وتشكل السحب في صفوف متموجة. لعقود، اشتبه العلماء في أن بلازما الشمس تفعل الشيء نفسه، لكن لم يستطع أحد إثبات ذلك. الآن، فريق بقيادة ديفيد كوريدزي وفريدريش فوغر من المرصد الشمسي الوطني لم يؤكد ذلك فحسب - بل يقولون إن هذه الدوامات موجودة في كل مكان على سطح الشمس. وقد يغير ذلك طريقة تفكيرنا في الحرارة والكتلة والطاقة المغناطيسية التي تنتقل عبر الغلاف الجوي للشمس.

سبب بقاء هذه الدوامات البلازمية مخفية لفترة طويلة بسيط بشكل محرج: إنها صغيرة. أصغر من أن يتمكن أي تلسكوب بمرآة أقل من 2 متر من رؤيتها. في معظم تاريخ الفيزياء الشمسية، استبعد ذلك كل تلسكوب على الأرض. أدخل تلسكوب دانيال ك. إينوي الشمسي، وهو عملاق بطول 4 أمتار في هاواي وأكبر تلسكوب شمسي على الكوكب، والذي بدأ عملياته في نوفمبر 2021.

في 14 أبريل 2025، وجه فريق كوريدزي التلسكوب نحو منطقة نشطة بالقرب من مركز القرص الشمسي، وسجلوا صورًا عند طول موجي 416 نانومتر بكاميرا تشخيصية بناها المرصد الشمسي الوطني ومعهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي. كان هدفهم متواضعًا: "تحقيق أداء محدد بالحيود"، كما قال كوريدزي. لم يكونوا يبحثون عن دوامات - بل أرادوا فقط دفع دقة التلسكوب. كلما كان الطول الموجي أقصر، كانت التفاصيل أدق، لذا اختاروا 416 نانومتر، "نحو الجزء الأصغر من الطيف المرئي".

ما حصلوا عليه كان مكافأة تتجاوز اختبار القيادة الرائع. التقطت الكاميرا 740 إطارًا في الثانية بتعريض 100 ميكروثانية. تم دمج ألفي إطار باستخدام إزالة الالتواء الأعمى متعدد الإطارات لإزالة الضبابية الجوية، مما أنتج فيلمًا بإطار كل ثانيتين ودقة تبلغ حوالي 19 كيلومترًا - الحد النظري لمرآة 4 أمتار عند هذا الطول الموجي.

"كناتج ثانوي حصلنا على هذه الملاحظات المذهلة، التي سمحت لنا برؤية شيء لم يُرَ من قبل"، قال كوريدزي. عند 416 نانومتر، يُظهر سطح الشمس حبيبات - خلايا حمل حراري تنقل الحرارة من الداخل - متشابكة مع حزم حقول مغناطيسية شديدة. في الصور منخفضة الدقة، تبدو الحدود بين هذه المناطق المغناطيسية والحبيبات المحيطة ناعمة وضبابية. في بيانات DKIST، تكون فوضى من الهياكل الدوامية وتشققات دقيقة داكنة.

حدد الفريق 47 واجهة تحمل دوامات، بمسافات بين الضفائر المجاورة تتراوح بين 60 و100 كيلومتر. تراوحت أقطار الدوامات الفردية بين 25 و170 كيلومترًا، وكانت أصغرها عند حد الدقة البالغ 19 كيلومترًا - لذا لا نعرف إلى أي مدى يمكن أن تصغر. يمكن أن يتضاعف حجمها في أقل من دقيقة وتنتشر على طول الواجهات بسرعة 0.67 إلى 3 كيلومترات في الثانية.

إذا كنت تحلق فوق إحدى هذه الحدود، كما يقول كوريدزي، فإن المنظر يعتمد على التوقيت. أولاً تأتي المرحلة الخطية: "أكثر استرخاءً، منظمة جدًا، منتظمة وجميلة"، مع هياكل متموجة تشبه السحب. ثم تأتي المرحلة غير الخطية: "اضطراب فوضوي للغاية".

لماذا تتشكل الضفائر عند هذه الحدود؟ الأمر كله يتعلق باتجاه المجال المغناطيسي. تعمل خطوط المجال المغناطيسي مثل خيوط مرنة عبر البلازما، وتقاوم الانحناء. عندما تكون على طول التدفق، فإنها تكبت عدم الاستقرار. عندما تعبرها، لا تفعل شيئًا. في المناطق المغناطيسية القوية التي رصدها DKIST، يشير المجال إلى الأعلى بينما تتحرك التدفقات الحبيبية جانبيًا - الخيوط مشدودة في الاتجاه الخاطئ، لذا تنمو الدوامات دون عائق.

لكن رؤية شيء لم يره أحد من قبل ليس كافيًا. "كل شيء بدا وكأنه كلفن-هيلمهولتز، لكن بالطبع هذا ليس كافيًا"، قال كوريدزي. لذا أجروا محاكاة حاسوبية لرقعة من الغلاف الضوئي بحوالي 6 ميغامترات على الجانب مع تباعد شبكي 3.2 كيلومتر، مزروعة ببيانات فعلية