На Солнце впервые запечатлели явление, которое описали физики 150 лет назад

Солнечный телескоп Иноуэ впервые получил детальное изображение явления в фотосфере Солнца, описанное физиками более 150 лет. Результаты исследования опубликованы на сайте Национальной солнечной обсерватории Национального научного фонда США и в журнале Nature.

При помощи телескопа Иноуэ группа международных исследователей обнаружила неустойчивость Кельвина-Гельмгольца в виде небольших, закручивающихся, похожих на водовороты узоров на поверхности Солнца.

"Мы считаем, что открытие неустойчивости Кельвина-Гельмгольца в солнечной фотосфере, подтверждённое анализом численных моделей, является важным шагом вперёд в нашем понимании динамики и эволюции солнечной и звёздной плазмы и послужит основой для будущих открытий", – заявил заместитель директора Национальной солнечной обсерватории Дэвид Боболц.

Неустойчивость Кельвина-Гельмгольца – это явление, возникающее, когда две жидкости соприкасаются друг с другом с разными скоростями, создавая сдвиг на границе раздела – в результате чего небольшие возмущения перерастают в волнообразные или спиралевидные вихри.

Первыми это явление описали примерно в 1870 году британский физик лорд Кельвин и немецкий учёный Герман фон Гельмгольц. Неустойчивость Кельвина-Гельмгольца наблюдалась и исследовалась во многих областях физики, включая гидродинамику, метеорологию, океанографию, гелиофизику и астрофизику. Неустойчивость наблюдается в различных масштабах: от небольших озерных и океанских волн и облачных образований на Земле до атмосфер газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн, и взаимодействия солнечного ветра с магнитосферами планет в нашей Солнечной системе.

Учёные пока до конца не понимают, что именно вызывает эти вихри и переплетения. Это новое открытие в фотосфере Солнца может быть частью ответа. Поскольку эти вихри, по-видимому, происходят постоянно и повсюду на поверхности Солнца, где достаточно сильное магнитное поле, они могут быть тем самым "двигателем", который постоянно закручивает линии магнитного поля и приводит весь процесс в движение.

"Мы только начинаем осознавать далеко идущие последствия открытия неустойчивости Кельвина-Гельмгольца для нашего понимания связи между движением намагниченной плазмы и переносом и высвобождением энергии в верхние слои солнечной атмосферы", – сказал старший научный сотрудник Национальной солнечной обсерватории Фридрих Вёгер.

Исследователи предполагают, что неустойчивость Кельвина-Гельмгольца может быть ключевой причиной того, почему внешняя атмосфера Солнца так сильно нагревается, и почему магнитная энергия накапливается и перемещается по поверхности Солнца. Магнитная энергия питает солнечные вспышки и извержения – вид солнечной активности, который может посылать всплески энергии к Земле и влиять на спутники, электросети и другие технологии.