Ученые получили самые подробные на сегодняшний день изображения поверхности Солнца, позволившие с беспрецедентной детализацией рассмотреть загадочные процессы, происходящие в его атмосфере.
Международная группа исследователей из Национальной солнечной обсерватории (NSF NSO) и Высотной обсерватории (NSF NCAR HAO) Национального научного фонда США, а также Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка (MPS) использовала крупнейший в мире солнечный телескоп — Иноуэ — и впервые с такой точностью зафиксировала на поверхности Солнца проявления неустойчивости Кельвина — Гельмгольца.
Это явление возникает при движении двух потоков вещества с разными скоростями. На границе между ними образуется так называемый сдвиг скоростей, из-за которого небольшие возмущения быстро разрастаются, превращаясь в эффектные волнообразные или спиралевидные вихри, напоминающие гребни разбивающихся океанских волн.
Неустойчивость Кельвина — Гельмгольца, теоретически описанная лордом Кельвином и Германом фон Гельмгольцем около 1870 года, известна во многих областях физики — от гидродинамики и океанологии до астрофизики и гелиофизики. Однако столь детально наблюдать ее непосредственно на Солнце ученым удалось впервые.
Полученные телескопом Иноуэ снимки сверхвысокого разрешения и покадровые видеозаписи выявили «деформированные границы магнитных структур и чрезвычайно тонкие полосы» — характерные признаки развития неустойчивости Кельвина — Гельмгольца.
Особый интерес исследователей вызывают вихри намагниченной солнечной плазмы. Предполагается, что именно они могут играть важную роль в формировании солнечной активности, определяющей космическую погоду и способной вызывать сбои в работе спутников, систем связи и другой электроники на Земле.
Согласно одной из ведущих гипотез, Солнце накапливает магнитную энергию благодаря процессу, известному как «плетение магнитного потока» (flux braiding). В его ходе линии магнитного поля закручиваются вокруг друг друга подобно прядям косы. Однако ученые до сих пор не знают, что запускает этот механизм. Новые наблюдения позволяют предположить, что вихревые структуры, возникающие вследствие неустойчивости Кельвина — Гельмгольца, могут быть именно тем недостающим звеном.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Само открытие имеет огромное значение для солнечной физики, однако не меньшее впечатление производят и полученные изображения — они не только бесценны с научной точки зрения, но и по-настоящему завораживают своей красотой.
Автор: Юлия Николаева