Hier is een natuurkundig feesttrucje: schuif twee vloeistoffen langs elkaar met verschillende snelheden, en de grens ertussen zal knikken, krullen en rollen in nette kleine draaikolken. Het heet de Kelvin-Helmholtz-instabiliteit, een fenomeen dat eind jaren 1860 werd verklaard, en het is de reden waarom de wind rimpels in water maakt en wolken in golvende rijen scheert. Decennialang vermoedden wetenschappers dat het plasma van de zon hetzelfde deed, maar niemand kon het bewijzen. Nu heeft een team onder leiding van David Kuridze en Friedrich Wöger van het National Solar Observatory het niet alleen bevestigd - ze zeggen dat deze draaikolken overal op het zonneoppervlak voorkomen. En dat zou onze kijk op hoe warmte, massa en magnetische energie door de atmosfeer van de zon bewegen, kunnen veranderen.

De reden dat deze plasma-draaikolken zo lang verborgen bleven, is gênant eenvoudig: ze zijn klein. Kleiner dan wat een telescoop met een spiegel onder de 2 meter kan oplossen. Voor het grootste deel van de geschiedenis van de zonnefysica sloot dat elke telescoop op aarde uit. Enter de Daniel K. Inouye Solar Telescope, een 4-meter reus in Hawaï en de grootste zonne-telescoop op de planeet, die in november 2021 in gebruik werd genomen.

Op 14 april 2025 richtte het team van Kuridze hem op een actief gebied nabij het centrum van de zonneschijf, en nam beelden op bij 416 nanometer met een diagnostische camera gebouwd door het National Solar Observatory en het Max Planck Instituut voor Onderzoek naar het Zonnestelsel. Hun doel was bescheiden: "diffractie-beperkte prestaties bereiken," zei Kuridze. Ze waren niet op zoek naar draaikolken - ze wilden gewoon de resolutie van de telescoop oprekken. Hoe korter de golflengte, hoe fijner het detail, dus kozen ze 416 nanometer, "naar het kleinere deel van het zichtbare spectrum."

Wat ze kregen was een bonus die verder ging dan een coole testrit. De camera nam 740 frames per seconde met belichtingstijden van 100 microseconden. Tweeduizend frames werden gecombineerd met behulp van multi-frame blinde deconvolutie om atmosferische vervaging te verwijderen, wat een film opleverde met een frame om de twee seconden en een resolutie van ongeveer 19 kilometer - de theoretische limiet voor een 4-meter spiegel bij die golflengte.

"Als bijproduct kregen we deze geweldige waarnemingen, die ons in staat stelden om iets te zien wat nog nooit eerder is gezien," zei Kuridze. Bij 416 nanometer toont het zonneoppervlak granulen - convectiecellen die warmte uit het binnenste transporteren - verweven met intense magnetische veldbundels. In afbeeldingen met lagere resolutie zien de grenzen tussen deze magnetische gebieden en de omringende granulatie er glad en wazig uit. In de DKIST-gegevens zijn ze een wirwar van vortexachtige structuren en fijne donkere strepen.

Het team identificeerde 47 vortex-dragende grensvlakken, met aangrenzende krullen op 60 tot 100 kilometer afstand. Individuele vortexen maten 25 tot 170 kilometer in diameter, en de kleinste zaten precies op de resolutielimiet van 19 kilometer - dus we weten niet hoe klein ze kunnen worden. Ze konden in minder dan een minuut in omvang verdubbelen en propageerden langs de grensvlakken met 0,67 tot 3 kilometer per seconde.

Als je boven een van deze grenzen zweefde, zegt Kuridze, hangt het uitzicht af van het moment. Eerst komt de lineaire fase: "meer ontspannen, zeer georganiseerd, regelmatig en mooi," met rollende, wolkachtige structuren. Dan komt de niet-lineaire fase: "zeer chaotische turbulentie."

Waarom vormen zich krullen op deze grensvlakken? Het draait allemaal om de richting van het magnetische veld. Magnetische veldlijnen gedragen zich als elastische draden door het plasma en verzetten zich tegen buigen. Wanneer ze langs de stroming liggen, onderdrukken ze de instabiliteit. Wanneer ze er dwars op staan, doen ze niets. In de sterke magnetische gebieden die DKIST observeerde, wijst het veld recht omhoog terwijl de granulaire stromingen zijwaarts bewegen - de draden zijn verkeerd om gespannen, dus vortexen groeien ongehinderd.

Maar iets zien wat niemand eerder heeft gezien is niet genoeg. "Alles leek op Kelvin-Helmholtz, maar dat is natuurlijk niet genoeg," zei Kuridze. Dus draaiden ze computersimulaties van een stukje fotosfeer van ongeveer 6 megameter in het vierkant met een rasterafstand van 3,2 kilometer, gezaaid met echte