Сунце је поново изненадило научнике – највећи соларни телескоп на свету први пут је омогућио да се на његовој површини виде најмањи до сада уочени вртлози. Реч је о ситним, вихорним структурама у плазми, широким свега око 20 километара, које би могле да промене разумевање начина на који наша звезда складишти и ослобађа енергију.
До открића су дошли истраживачи америчке Националне соларне опсерваторије Националне научне фондације, Института Макс Планк за истраживање Сунчевог система у Гетингену и америчке Висинске опсерваторије. Они су користили соларни телескоп „Данијел К. Инује” на Хавајима и упоредили његове снимке са сложеним компјутерским симулацијама, пише портал Max-Planck-Gesellschaft (Друштво Макс Планк).
Да би се овако мали вртлози уопште уочили, било је потребно разлучити структуре широке око 20 километара. То је, како је објаснио Михил ван Норт из Института Макс Планк за истраживање Сунчевог система, на самој граници онога што могу да постигну и највећи соларни телескоп и најсавременије симулације.
ПОВЕЗАНЕ ВЕСТИ
Сунце открило своје „морске таласе“
Ови минијатурни вртлози јављају се на границама такозваних гранула, које густо прекривају видљиву површину Сунца. Грануле имају пречник од око 500 до 2.000 километара, а све заједно чине соларну гранулацију – шарасти образац који подсећа на мехуриће у течности која кључа.
Гранулација настаје услед кретања плазме. Врела плазма из унутрашњости наше звезде издиже се ка површини, затим се хлади и поново тоне у дубину. У новој студији истраживачи су први пут успели да на ивицама гранула виде исцепкане, фине структуре које се местимично увијају и подсећају на морске таласе који се ломе.
ФОТО: Jack Parinussa/ShutterstockТе „ресе” на ивицама гранула понекад су широке тек нешто више од 20 километара. Да би се разумело колико је то захтевно посматрање, научници га пореде са покушајем да се новчић од једног евра види са удаљености од 180 километара.
НАЈМАЊИ ВРТЛОЗИ НА СУНЦУ
Комбинација података сателита НАСА/SDO, инструмента VBI соларног телескопа „Инује”, камере Института Макс Планк за истраживање Сунчевог система и HAO-MuRAM симулације показује високу прецизност детаља која се постиже телескопом „Инује”. У последњем делу снимка подаци HAO-MuRAM симулације преклапају се и за интензитет и за вертикалну компоненту магнетног поља, која је на крају приказана тродимензионално.
Шта су Келвин–Хелмхолцове нестабилности
Истраживачи сматрају да ови вртлози представљају знак такозваних Келвин–Хелмхолцових нестабилности. То је познати ефекат из динамике флуида, који настаје када два слоја течности или гаса различитих брзина клизе један поред другог.
На граници између тих слојева јављају се смичуће силе, због којих и најмањи поремећаји могу да прерасту у таласасте или вихорне токове. Исти ефекат може се видети у различитим размерама: на површини језера, у морским таласима, при формирању облака, у атмосферама гасних џинова Јупитера и Сатурна, али и у додиру сунчевог ветра са магнетосферама планета.
Према новом тумачењу, слични услови настају и на ивицама соларних гранула. Ту се суседни слојеви плазме крећу различитим брзинама, стварајући услове да ситни поремећаји постану видљиви као минијатурни вртлози.
ФОТО: NASAКако се увијају магнетне линије
Откриће је важно зато што може да открије како Сунце складишти енергију у свом магнетном пољу и како је касније ослобађа. То ослобађање може да се догоди у облику ситних избијања зрачења, такозваних нано-бакљи.
Према устаљеној теорији, Сунце гради магнетну енергију тако што се линије магнетног поља увијају и заплићу. То је слично механичкој енергији која се складишти у чврсто намотаној металној опрузи. Тако настаје веома енергична, али нестабилна магнетна архитектура.
Када се нагомилана енергија нагло ослободи, увијене магнетне линије пуцају и поново се повезују. Тај процес назива се магнетна реконекција. До сада, међутим, није било потпуно јасно шта уопште покреће увијање магнетних линија. Ново откриће могло би да понуди део одговора.
ФОТО: NASA/SDO/IRIS/Shah BahauddinАко се ситни вртлози заиста појављују стално и готово свуда где је магнетно поље довољно снажно, они би могли да буду мотор који редовно покреће то увијање. Зато ове мале структуре могу имати много већи значај него што њихова величина на први поглед наговештава.
ШТА СУ СОЛАРНЕ ГРАНУЛЕ
Соларне грануле су ћелије вреле плазме које прекривају видљиву површину наше звезде. На снимцима изгледају као светла зрнаста структура, слична мехурићима у течности која кључа. Унутар гранула врела плазма из унутрашњости избија ка површини, док се на њиховим ивицама хлади и поново тоне у дубину. Свака гранула може бити широка од неколико стотина до око 2.000 километара, али се стално мења и траје релативно кратко.
Управо на њиховим ивицама сада су откривени најмањи досад уочени вртлози. Они показују да је површина наше звезде много динамичнија него што се раније могло директно видети. Њихово праћење могло би да помогне у разумевању магнетног поља, нано-бакљи и једанаестогодишњег Сунчевог циклуса, од којег зависи и свемирско време у околини Земље.
Нови траг за разумевање Сунчевог циклуса
Анализе показују и да мини-вртлози ефикасно мешају магнетизовану и немагнетизовану плазму на површини. То би могло да помогне да се магнетно поље брже шири са површине у атмосферу Сунца.
Тај процес је важан за разумевање Сунчевог циклуса, односно једанаестогодишњег ритма у којем активност наше звезде расте и опада. Прелазак из периода ниске у период високе активности прати брза промена основне магнетне структуре – од релативно уређеног диполног магнетног поља ка хаотичнијем пољу, а затим назад.
Такве промене могуће су само ако се магнетни флукс ефикасно „одводи” кроз Сунчеву атмосферу. Досадашњи модели нису успевали да објасне тако брзу дифузију. Управо зато новооткривени мини-вртлози могу бити корак напред у разумевању Сунчевог циклуса, али и у ширем објашњењу понашања наше звезде.
