Inouye Solar Telescope objevil skryté plazmové víry na Slunci

Astronomové používající sluneční dalekohled Daniel K. Inouye Solar Telescope na Havaji o průměru 4 metry poprvé detekovali drobné plazmové víry na povrchu Slunce (ve fotosféře), což odhalilo dlouho očekávaný proces, který by mohl přenášet energii do koróny s teplotou milionu stupňů.

V úvodu článku je snímek slunečního povrchu (fotosféry) s nejvyšším rozlišením, jaký kdy byl pořízen při pozorování na vlnové délce 416 nm pomocí Inouye Solar Telescope; odhaluje deformované hranice magnetických prvků a ultra jemné pruhy, obojí spojené s Kelvin-Helmholtzovou nestabilitou. Snímky odhalily plazmové struktury podobné vírům o průměru pouhých asi 20 km.

Vědci identifikovali tyto rysy jako Kelvin-Helmholtzovy nestability, víry, které vznikají tam, kde vrstvy plazmatu pohybující se různými rychlostmi kloužou po sobě, podobně jako vlny vytvářející se na oceánu.

„Věříme, že objev Kelvin-Helmholtzovy nestability ve sluneční fotosféře, podpořený analýzou numerických simulací, je významným krokem vpřed v našem chápání dynamiky a vývoje sluneční a hvězdné plazmy a bude sloužit jako základ pro budoucí objevy,“ řekl David Boboltz, zástupce ředitele Národní sluneční observatoře.

Ačkoliv byl tento jev pozorován na Zemi, v planetárních atmosférách a ve sluneční koróně, je to poprvé, co byl potvrzen ve viditelné povrchové vrstvě Slunce.

„Kelvin-Helmholtzova nestabilita, efekt způsobený pohybem tekutin, nastává, když dvě tekutiny kloužou kolem sebe různými rychlostmi a vytvářejí na rozhraní „smyk“, což způsobuje, že se malé poruchy rozvinou do úderných, vlnovitých nebo spirálovitých vírů, které vypadají jako tříštící se oceánské vlny,“ uvedli vědci.

„Od své původní formulace lordem Kelvinem a Hermannem von Helmholtzem kolem roku 1870 byl tento jev pozorován a zkoumán v mnoha oblastech fyziky, včetně dynamiky tekutin, meteorologie, oceánografie, heliofyziky a astrofyziky.“

„Nestabilita je pozorována v různých měřítcích od malých jezerních a oceánských vln (za větrných podmínek) a oblačných formací na Zemi až po atmosféry plynných obrů, jako jsou Jupiter a Saturn, a interakci slunečního větru s planetárními magnetosférami ve Sluneční soustavě.“

Podle vědeckého týmu tyto mikroskopické víry fungují jako skryté motory, které mohou kroutit a zamotávat siločáry magnetického pole Slunce. S rostoucím napětím těchto magnetických polí mohou uvolňovat energii, která pohání sluneční erupce, výrony koronální hmoty a další jevy a zároveň ohřívá vnější atmosféru Slunce. Zjištění naznačují, že pohyby plazmatu v malém měřítku, dříve mimo dosah dalekohledů, hrají nadměrnou roli v ovlivňování chování Slunce.

„Je velmi vzrušující vidět, že pozorování sluneční fotosféry s nejvyšším rozlišením odhalila nový dynamický režim ve formě Kelvin-Helmholtzových vírů na okrajích koncentrací magnetického pole,“ řekl Matthias Rempel, astronom z High Altitude Observatory. „Tato pozorování také poskytují dosud nejvyšší rozlišení validace solárních magnetohydrodynamických simulací a shoda ve fyzikálních detailech je působivá.“

„Kelvin-Helmholtzova nestabilita je pravděpodobně mechanismus, který přispívá k ohřevu vnější atmosféry a je součástí řešení dlouhodobé záhady, proč hvězdy mají korónu horkou několik milionů stupňů,“ řekl Thomas Rimmele, hlavní technolog Národní sluneční observatoře.

„Magnetické pole Slunce je generováno dynamovými procesy, které fungují jako obří kosmické motory, jež přeměňují rotační energii hvězdy na magnetická pole,“ řekl David Kuridze, astronom z Národní sluneční observatoře. „Protože však sluneční magnetický cyklus trvá pouze 11 let, což je z kosmického hlediska pozoruhodně rychlý časový rámec, musí se generovaný magnetický tok efektivně rozptýlit.“

„Současné modely se snaží tuto rychlou difúzi vysvětlit. Kelvin-Helmholtzova nestabilita, kterou jsme objevili ve sluneční fotosféře, může sloužit jako klíčový zdroj této chybějící magnetické difúze.“

Objev je popsán v článku publikovaném v časopise Nature.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/inouye-solar-telescope-plasma-vortices-sun-14974.html

autor: František Martinek