Iată un truc de petrecere din fizică: alunecă două fluide unul pe lângă celălalt la viteze diferite, iar granița dintre ele se va îndoi, se va ondula și se va rostogoli în mici vârtejuri. Se numește instabilitatea Kelvin-Helmholtz, un fenomen explicat la sfârșitul anilor 1860, și este motivul pentru care vântul ondula apa și norii se taie în acele rânduri unduitoare. Timp de decenii, oamenii de știință au suspectat că plasma Soarelui face același lucru, dar nimeni nu a putut dovedi. Acum, o echipă condusă de David Kuridze și Friedrich Wöger de la Observatorul Solar Național nu doar că a confirmat - ei spun că aceste vârtejuri sunt peste tot pe suprafața solară. Și asta ar putea schimba modul în care gândim despre căldură, masă și energie magnetică care se deplasează prin atmosfera Soarelui.

Motivul pentru care aceste vârtejuri de plasmă au rămas ascunse atât de mult timp este jenant de simplu: sunt mici. Mai mici decât ceea ce poate rezolva orice telescop cu o oglindă sub 2 metri. Pentru cea mai mare parte a istoriei fizicii solare, asta a exclus fiecare telescop de pe Pământ. Intră în scenă Telescopul Solar Daniel K. Inouye, un gigant de 4 metri din Hawaii și cel mai mare telescop solar de pe planetă, care a început operațiunile în noiembrie 2021.

Pe 14 aprilie 2025, echipa lui Kuridze l-a îndreptat către o regiune activă din apropierea centrului discului solar, înregistrând imagini la 416 nanometri cu o cameră de diagnostic construită de Observatorul Solar Național și Institutul Max Planck pentru Cercetarea Sistemului Solar. Scopul lor era modest: „să obțină performanță limitată de difracție”, a spus Kuridze. Nu vânau vârtejuri - voiau doar să împingă rezoluția telescopului. Cu cât lungimea de undă este mai scurtă, cu atât detaliul este mai fin, așa că au ales 416 nanometri, „spre porțiunea mai mică a spectrului vizibil”.

Ce au obținut a fost un bonus dincolo de un test de condus cool. Camera a făcut 740 de cadre pe secundă cu expuneri de 100 de microsecunde. Două mii de cadre au fost combinate folosind deconvoluție oarbă multi-cadru pentru a elimina estomparea atmosferică, producând un film cu un cadru la fiecare două secunde și o rezoluție de aproximativ 19 kilometri - limita teoretică pentru o oglindă de 4 metri la acea lungime de undă.

„Ca produs secundar am obținut aceste observații uimitoare, care ne-au permis să vedem ceva ce nu a mai fost văzut până acum”, a spus Kuridze. La 416 nanometri, suprafața solară arată granule - celule de convecție care transportă căldura din interior - intercalate cu fascicule intense de câmp magnetic. În imaginile cu rezoluție mai mică, granițele dintre aceste regiuni magnetice și granulația înconjurătoare par netede și neclare. În datele DKIST, ele sunt un amestec de structuri asemănătoare vârtejurilor și striații fine întunecate.

Echipa a identificat 47 de interfețe purtătoare de vârtejuri, cu bucle adiacente distanțate la 60 până la 100 de kilometri. Vârtejurile individuale măsurau 25 până la 170 de kilometri în diametru, iar cele mai mici erau chiar la limita de rezoluție de 19 kilometri - deci nu știm cât de mici pot fi. Ele se puteau dubla în dimensiune în mai puțin de un minut și se propagau de-a lungul interfețelor cu 0,67 până la 3 kilometri pe secundă.

Dacă ai pluti deasupra uneia dintre aceste granițe, spune Kuridze, vederea depinde de sincronizare. Mai întâi vine faza liniară: „mai relaxată, foarte bine organizată, regulată și frumoasă”, cu structuri ondulate, asemănătoare norilor. Apoi vine faza neliniară: „turbulență foarte haotică”.

De ce se formează bucle la aceste interfețe? Totul ține de direcția câmpului magnetic. Liniile de câmp magnetic acționează ca niște fire elastice prin plasmă, rezistând la îndoire. Când se află de-a lungul fluxului, ele suprimă instabilitatea. Când traversează fluxul, nu fac nimic. În regiunile magnetice puternice observate de DKIST, câmpul indică drept în sus, în timp ce fluxurile granulare se mișcă lateral - firele sunt întinse în direcția greșită, astfel încât vârtejurile cresc nestingherite.

Dar a vedea ceva ce nimeni nu a mai văzut înainte nu este suficient. „Totul părea că ar trebui să fie Kelvin-Helmholtz, dar desigur că nu este suficient”, a spus Kuridze. Așa că au rulat simulări computerizate ale unei porțiuni de fotosferă de aproximativ 6 megametri pe latură, cu o grilă de 3,2 kilometri, însămânțate cu date reale