W oszałamiającym pokazie niebiańskiej rywalizacji naukowcy odkryli wcześniej niewidziane wiry plazmy wirujące na powierzchni Słońca. Bo najwyraźniej gigantyczna kula ognia nie była już wystarczająco skomplikowana.

Odkrycie, dokonane przez naukowców z amerykańskiego Narodowego Obserwatorium Słonecznego (NSO), Instytutu Maxa Plancka Badań Układu Słonecznego (MPS) w Niemczech oraz Obserwatorium Wysokogórskiego (HAO) w USA, wykorzystało największy na świecie teleskop słoneczny Daniela K. Inouye. Teleskop, umieszczony na Hawajach, uchwycił obrazy na tyle szczegółowe, że ujawniły ruchy plazmy, które wcześniej były niewidoczne, ku uldze fizyków słonecznych, którym kończyły się tematy do badań.

„Aby wykryć wiry, musieliśmy rozróżnić struktury na powierzchni Słońca o wielkości około 20 kilometrów” – powiedział naukowiec MPS Michiel van Noort, współautor badania. „To jak próba dostrzeżenia monety o wartości jednego euro z odległości 180 kilometrów, ale przez teleskop zamiast lornetki na monety”. Zespół użył szerokopasmowej kamery dostarczonej przez MPS, aby osiągnąć ten wyczyn.

Wiry te pojawiają się wzdłuż granic granuli – powierzchniowych struktur Słońca przypominających wrzące bąble, o średnicy od 500 do 2000 kilometrów. Gorąca plazma unosi się, ochładza i opada, tworząc wzór przypominający wrzącą ciecz. Teraz, po raz pierwszy, naukowcy rozróżnili struktury przypominające frędzle wzdłuż krawędzi granuli, które rozwijają ruchy wirowe podobne do załamujących się fal oceanicznych. Niektóre z tych frędzli mają nieco ponad 20 kilometrów szerokości, co jest mniej więcej wielkości małego miasteczka, ale na Słońcu to mikroskopijne rozmiary.

Naukowcy podejrzewają, że te wiry to niestabilności Kelvina-Helmholtza, zjawisko dobrze znane w dynamice płynów, gdy dwa płyny poruszają się z różnymi prędkościami, tworząc siły ścinające, które generują fale i wiry. Ten sam proces zachodzi na Ziemi w jeziorach, chmurach, a nawet w atmosferach Jowisza i Saturna, więc Słońce po prostu dołącza do imprezy. Na granicach granuli sąsiednie warstwy plazmy poruszają się z różnymi prędkościami, co stwarza idealne warunki dla tych niestabilności.

Ale dlaczego mielibyśmy się przejmować małymi słonecznymi wiralami? Ponieważ mogą wyjaśnić, w jaki sposób Słońce magazynuje i uwalnia energię magnetyczną, w tym poprzez nanorozbłyski. Obecne teorie sugerują, że energia magnetyczna gromadzi się, gdy linie pola skręcają się jak sprężyna, ostatecznie uwalniając energię poprzez rekoneksję magnetyczną. Wielkim pytaniem było, co skręca te linie pola. Te wiry, które pojawiają się nieprzerwanie tam, gdzie pole magnetyczne jest silne, mogą być winowajcami, skręcając linie pola jak kosmiczna maszynka do makaronu.

Co więcej, mini-wiry są bardzo skuteczne w mieszaniu namagnesowanej i niemagnetycznej plazmy, pomagając polom magnetycznym przemieszczać się z powierzchni do atmosfery. To może wyjaśniać szybki 11-letni cykl magnetyczny Słońca, którego obecne modele nie potrafią uwzględnić. Wiry mogą być brakującym elementem układanki, pokazującym, że drobne procesy, na granicy naszej rozdzielczości, w znacznym stopniu determinują naturę naszej gwiazdy.

„Nowo odkryte wiry plazmy imponująco pokazują, jak drobne procesy – na granicy tego, co możemy rozróżnić przy użyciu wszystkich dostępnych technik – w znacznym stopniu determinują naturę naszej gwiazdy” – powiedział Sami K. Solanki, dyrektor MPS i współautor. Więc następnym razem, gdy zobaczysz wir w wannie, pamiętaj: Słońce też je ma, i robią znacznie więcej niż tylko mieszają twoją wodę do kąpieli.