Într-o demonstrație uluitoare de întrecere cerească, oamenii de știință au descoperit vârtejuri de plasmă, anterior nevăzute, care se învârt pe suprafața Soarelui. Pentru că, se pare, gigantica minge de foc nu era deja suficient de complicată.

Descoperirea, datorată cercetătorilor de la Observatorul Solar Național al Fundației Naționale pentru Știință din SUA (NSF NSO), Institutul Max Planck pentru Cercetarea Sistemului Solar (MPS) din Germania și Observatorul de la Altitudine Înaltă (HAO) din SUA, a folosit Telescopul Solar Daniel K. Inouye al NSF - cel mai mare din lume - pentru a observa aceste mici tornade. Telescopul, amplasat în Hawaii, a capturat imagini suficient de detaliate pentru a expune mișcări ale plasmei care fuseseră anterior invizibile, spre ușurarea fizicienilor solari care rămâneau fără lucruri de studiat.

„Pentru a detecta vârtejurile, a trebuit să rezolvăm structuri de pe suprafața solară de aproximativ 20 de kilometri”, a spus omul de știință MPS Michiel van Noort, coautor al studiului. „Asta e ca și cum ai încerca să zărești o monedă de un euro de la 180 de kilometri distanță, dar cu un telescop în loc de un binoclu cu plată.” Echipa a folosit o cameră de imagistică în bandă largă furnizată de MPS pentru a realiza această performanță.

Aceste vârtejuri apar de-a lungul granițelor granulelor - caracteristicile suprafeței solare asemănătoare bulelor fierbinți, care au între 500 și 2.000 de kilometri în diametru. Plasma fierbinte se ridică, se răcește și coboară, creând un model care seamănă cu un lichid în fierbere. Acum, pentru prima dată, oamenii de știință au rezolvat structuri asemănătoare franjurilor de-a lungul marginilor granulelor, care dezvoltă mișcări de vârtej asemănătoare valurilor oceanice care se sparg. Unele dintre aceste franjuri au puțin peste 20 de kilometri lățime, ceea ce este aproximativ dimensiunea unui orășel, dar pe Soare, asta este microscopic.

Cercetătorii bănuiesc că aceste vârtejuri sunt instabilități Kelvin-Helmholtz, un fenomen familiar în dinamica fluidelor când două fluide se mișcă cu viteze diferite, creând forțe de forfecare care generează valuri și vârtejuri. Același proces are loc pe Pământ în lacuri, nori și chiar în atmosferele lui Jupiter și Saturn, deci Soarele doar se alătură petrecerii. La granițele granulelor, straturile adiacente de plasmă se deplasează cu viteze diferite, oferind condițiile perfecte pentru aceste instabilități.

Dar de ce ar trebui să ne pese de mici vârtejuri solare? Pentru că s-ar putea să explice cum Soarele stochează și eliberează energie magnetică, inclusiv prin nanoerupții. Teoriile actuale sugerează că energia magnetică se acumulează pe măsură ce liniile de câmp se răsucesc ca un arc comprimat, eliberând în cele din urmă energie prin reconectare magnetică. Marea întrebare a fost ce răsucește acele linii de câmp în primul rând. Aceste vârtejuri, care apar continuu acolo unde câmpul magnetic este puternic, ar putea fi vinovații, răsucind liniile de câmp ca un aparat cosmic de făcut paste.

Mai mult, mini-vârtejurile sunt extrem de eficiente în amestecarea plasmei magnetizate și nemagnetizate, ajutând câmpurile magnetice să se deplaseze de la suprafață în atmosferă. Acest lucru ar putea explica ciclul magnetic rapid de 11 ani al Soarelui, pe care modelele actuale se străduiesc să îl explice. Vârtejurile ar putea fi piesa lipsă din puzzle, arătând că procesele minuscule, la limita rezoluției noastre, determină semnificativ natura stelei noastre.

„Vârtejurile de plasmă nou descoperite demonstrează impresionant modul în care procesele minuscule - la limita a ceea ce putem rezolva folosind toate tehnicile disponibile - determină semnificativ natura stelei noastre”, a spus Sami K. Solanki, director MPS și coautor. Așa că, data viitoare când vezi un vârtej în cada ta, amintește-ți: Soarele le are și el, și fac mult mai mult decât să învârtă apa din cada ta.