Najdokładniejsze zdjęcia Słońca w historii pokazały niewielkie wiry na jego powierzchni. Naukowcy uważają, że mogą one pomóc wyjaśnić, dlaczego zewnętrzna warstwa atmosfery Słońca jest znacznie gorętsza niż jego powierzchnia.
Wykonano najdokładniejsze w historii zdjęcia powierzchni Słońca
Astronomowie wykonali najbardziej szczegółowe w historii zdjęcia powierzchni Słońca. Na obrazach widoczne są złociste pasma oraz niewielkie, wirujące struktury, których wcześniej nie udało się zaobserwować. Dokonano tego dzięki Teleskopowi Słonecznemu im. Daniela K. Inouye na Hawajach, który uznawany jest za najpotężniejszy teleskop słoneczny na świecie. Instrument ten znajduje się w pobliżu szczytu wulkanu Haleakalā na wyspie Maui i jest obsługiwany przez amerykańskie Narodowe Obserwatorium Słoneczne.
Czytaj więcej
Mieszkańcy Polski będą mogli obserwować 12 sierpnia zaćmienie Słońca. W naszym kraju Słońce zostanie zasłonięte maksymalnie w 88 proc., natomiast w...
Naukowcy obserwowali obszar w pobliżu plamy słonecznej, w którym występują silne i zmienne pola magnetyczne. Udało im się dostrzec struktury mniejsze niż 20 kilometrów. – To zdjęcia powierzchni Słońca o najwyższej rozdzielczości przestrzennej, jakie kiedykolwiek wykonano – powiedział w rozmowie z dziennikiem „The Guardian” dr Friedrich Wöger, starszy naukowiec w amerykańskim Narodowym Obserwatorium Słonecznym.
Wcześniejsze obserwacje wykonane za pomocą tego samego teleskopu pokazały, że powierzchnia Słońca przypomina mozaikę ziarnistych struktur, z których każda ma rozmiary porównywalne z powierzchnią Francji. Na tamtych zdjęciach można było rozpoznać szczegóły o średnicy około 30 kilometrów. Najnowsze obrazy osiągnęły natomiast niemal granicę możliwości teleskopu. – Moją pierwszą reakcją było: „Wow, jak to możliwe, że widzimy na Słońcu tak małe i szczegółowe struktury?”. To coś, czego nigdy wcześniej nie zaobserwowaliśmy podczas żadnych badań Słońca – zaznaczył dr David Kuridze, astronom należący do zespołu badawczego.
Niewielkie wiry w rozgrzanej plazmie
Widoczne na najnowszych zdjęciach struktury przypominające niewielkie wiry zostały uznane za przejaw zjawiska, które naukowcy nazywają niestabilnością Kelvina-Helmholtza. Powstaje ona, gdy szybko poruszająca się plazma przesuwa się obok wolniej płynącej materii. Różnica prędkości powoduje zaburzenia na granicy pomiędzy nimi. Początkowo niewielkie zakłócenia stopniowo rozrastają się, tworząc spiralne wiry przypominające załamujące się fale.
Najbardziej szczegółowe zdjęcie powierzchni Słońca, czyli fotosfery, wykonane przez Teleskop Słoneczny im. Daniela K. Inouye. Widać na nim zniekształcone granice struktur magnetycznych oraz niezwykle drobne pasma związane z niestabilnością Kelvina-Helmholtza.
Niestabilności Kelvina-Helmholtza były wcześniej obserwowane w ziemskich jeziorach i oceanach, a także w formacjach chmur. Naukowcy dostrzegali je również w atmosferach Jowisza i Saturna. Dotychczas nie udało się jednak potwierdzić ich występowania na Słońcu.
Czytaj więcej
Badacze poznali przyczynę cyklicznych zmian aktywności naszej gwiazdy
Wybuchy na Słońcu mogą zakłócać działanie infrastruktury na Ziemi
Jak wskazują eksperci, których wyniki badań opublikowano w czasopiśmie naukowym „Nature”, do gwałtownych zjawisk zachodzących na Słońcu należą między innymi rozbłyski, strumienie materii – potężne strugi plazmy i gazu wyrzucane z ogromną prędkością w kosmos – oraz koronalne wyrzuty masy. Są one napędzane przez niezwykle silne i zmienne pola magnetyczne gwiazdy. Takie eksplozje mogą powodować poważne zakłócenia na Ziemi – między innymi prowadzić do awarii sieci energetycznych, satelitów, systemów nawigacji GPS oraz globalnych systemów komunikacyjnych.
Pola magnetyczne Słońca powstają w wyniku ruchu gorącej, naładowanej elektrycznie plazmy. Fizyka stojąca za tymi procesami nie została jednak jeszcze w pełni poznana. Astronomowie wiedzą, że linie pola magnetycznego mogą skręcać się i splatać ze sobą niczym pasma zaplecionych włosów. Powoduje to narastanie napięcia, które zostaje nagle uwolnione, gdy splątane linie ulegają przerwaniu. Nadal nie jest jednak jasne, co zapoczątkowuje ten proces.
Odkrycie może wyjaśnić tajemnicę korony słonecznej
Zaobserwowane przez naukowców wiry mogą być jednym z głównych czynników prowadzących do splatania się linii pola magnetycznego. Zdaniem ekspertów mogą one również pomóc wyjaśnić, dlaczego korona słoneczna – czyli zewnętrzna warstwa atmosfery Słońca – jest znacznie gorętsza niż jego powierzchnia.
Czytaj więcej
Największy teleskop solarny na świecie, znajdujący się na Hawajach Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) wykonał zdjęcia Słońca, na których wida...
Temperatura powierzchni Słońca wynosi około 6 tys. stopni Celsjusza. Tymczasem korona słoneczna osiąga temperaturę nawet kilku milionów stopni. Przyczyny tej ogromnej różnicy od dziesięcioleci pozostają jedną z największych zagadek fizyki Słońca i astrofizyki.
Zbliżenie fragmentu fotosfery Słońca zarejestrowanego przez Teleskop Słoneczny im. Daniela K. Inouye. Powiększony fragment pokazuje drobne struktury magnetyczne i ciemne pasma związane z niestabilnością Kelvina-Helmholtza, widoczne w skali kilkudziesięciu kilometrów.
Według badaczy niestabilności obserwowane w plazmie mogą przenosić energię do struktur o coraz mniejszych rozmiarach. Ostatecznie energia ta ulega rozproszeniu w postaci ciepła, podnosząc temperaturę zewnętrznej atmosfery gwiazdy. – To może rozwiązać największą zagadkę fizyki Słońca i astrofizyki ostatniego półwiecza. Gdy w układzie występuje taka niestabilność, energia może bardzo łatwo przechodzić do coraz mniejszych skal. W pewnym momencie rozprasza się w postaci ciepła. W ten sposób mogą powstawać gorące korony, czyli gorące zewnętrzne atmosfery Słońca i podobnych gwiazd – powiedział dr David Kuridze.
