Учёные получили снимки поверхности Солнца с наибольшим разрешением в истории наблюдений: на них видны турбулентные вихреобразные плазменные структуры, которые стали первым прямым доказательством давно предсказанного физического процесса, происходящего на ближайшей к нам звезде. Результаты исследования опубликованы в среду в журнале Nature; снимки были получены с помощью солнечного телескопа имени Дэниела К. Инуэ на Гавайях — самого мощного солнечного телескопа в мире.
Черника с расстояния 110 километров
Снимки, сделанные 14 апреля 2025 года, обладают пространственным разрешением около 20 километров — этого достаточно, чтобы различить детали на поверхности Солнца, сравнимые по размеру с черникой, видимой с расстояния 110 километров. На видеозаписи видны вихри раскалённой плазмы, которые то нарастают, то затухают: перегретое вещество поднимается из-под поверхности и, остывая, снова опускается в недра звезды.
«Когда мы с коллегами впервые взглянули на эти снимки, мы сразу же распознали паттерны Кельвина–Гельмгольца и немедленно пришли в восторг», — рассказал Фридрих Вёгер, старший научный сотрудник Национальной солнечной обсерватории и руководитель программы научных инструментов телескопа.
В статье представлены первые эмпирические свидетельства того, что характерные возмущения и вихри, наблюдаемые на фотосфере, возникают в результате неустойчивости Кельвина–Гельмгольца — явления, при котором два слоя жидкости, движущиеся с разными скоростями, порождают волновые структуры на границе раздела. Этот эффект иногда можно наблюдать в земных облаках; существование его на Солнце было предсказано теоретически, однако непосредственно зафиксировать его удалось лишь сейчас.
Значение для солнечной науки
«Предыдущие наблюдения не обладали достаточной чёткостью, чтобы разрешить эти структуры, из-за чего поверхность Солнца выглядела значительно более гладкой — почти как расфокусированная фотография», — сказала Ванесса Полито, физик из Лаборатории солнечной астрофизики, не принимавшая участия в исследовании.
Исследователей удивило то, что подобные структуры обнаруживались повсюду в поле зрения, а не только в отдельных областях. Вихри Кельвина–Гельмгольца формируются вдоль границ гранул — ячеек поднимающейся плазмы диаметром от 500 до 2000 километров — особенно вблизи солнечных пятен.
Применение редакции блога
[Пространственное разрешение снимков — около 20 км. То есть на Солнце можно различить объекты размером примерно 20 километров и больше.
Чтобы представить, насколько это "мелкие" детали относительно огромного Солнца, авторы привели аналогию: это примерно как разглядеть ягоду черники с расстояния 110 км.]
Загадка нагрева солнечной короны
Открытие может помочь разгадать одну из давних загадок физики Солнца: почему внешний слой атмосферы Солнца — корона — значительно горячее его видимой поверхности. Эндрю Хиллиер, физик из Эксетерского университета, не участвовавший в исследовании, отметил, что главная ценность этой работы, по всей видимости, заключается в её значении для понимания нагрева короны: неустойчивость может закачивать магнитную энергию в корону на масштабах, при которых её рассеяние происходит легче.
«Все остальные механизмы теперь можно анализировать, исходя из того факта», что неустойчивость Кельвина–Гельмгольца существует на фотосфере, — сказал Вёгер. После этого открытия исследователи планируют использовать телескоп Иноуэ для картирования паттернов неустойчивости и определения величины магнитного поля Солнца.
Источник и публикации
Kelvin–Helmholtz instability in the solar photosphere
DOI: 10.1038/s41586-026-10871-3
Комментариев нет:
Отправить комментарий