Ученые впервые увидели магнитные неустойчивости Кельвина—Гельмгольца на поверхности Солнца: фото
Международная группа ученых впервые смогла напрямую наблюдать на поверхности Солнца магнитные неустойчивости Кельвина—Гельмгольца — явление, существование которого астрофизики предсказывали на протяжении десятилетий. Сделать это удалось благодаря крупнейшему в мире солнечному телескопу Daniel K. Inouye (DKIST) с главным зеркалом диаметром 4 метра. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Изображение: Nature
Телескоп получил изображения солнечной фотосферы с рекордным пространственным разрешением около 19 километров. На снимках ученые обнаружили, что границы между магнитными структурами и потоками горячей плазмы буквально покрыты миниатюрными вихрями и волнообразными образованиями, которые раньше оставались недоступными даже самым современным обсерваториям.
Дальнейший анализ показал, что это и есть магнитные неустойчивости Кельвина—Гельмгольца. Такие структуры возникают на границе двух потоков вещества, движущихся с разной скоростью. Подобные процессы известны не только на Солнце — их можно наблюдать в атмосфере Земли, океанах, магнитосферах планет и даже в межзвездном пространстве.
Чтобы убедиться в правильности открытия, исследователи сравнили реальные наблюдения с высокоточными трехмерными магнитогидродинамическими моделями. Компьютерное моделирование практически полностью воспроизвело обнаруженные структуры, подтвердив, что ученые действительно наблюдали давно предсказанное явление.
По оценкам исследователей, расстояние между соседними вихрями составляет около 65 километров, а их размеры варьируются примерно от 25 до 170 километров. Многие из них находятся буквально на пределе возможностей даже самого мощного солнечного телескопа.
По мнению авторов работы, открытие поможет лучше понять процессы, происходящие внутри нашей звезды. Такие вихри способны эффективно переносить энергию, массу и магнитный поток, формируя турбулентность и переплетая магнитные поля. Именно подобные процессы рассматриваются как один из возможных механизмов, питающих солнечные вспышки, выбросы корональной массы и загадочный нагрев солнечной короны до миллионов градусов.
Исследование также показало, что магнитное поле под видимой поверхностью Солнца устроено значительно сложнее, чем считалось ранее. Вместо крупных однородных магнитных областей ученые обнаружили сложную сеть тончайших магнитных нитей, постоянно взаимодействующих друг с другом через вихревые процессы.
Авторы отмечают, что увидеть эти структуры удалось исключительно благодаря рекордному разрешению телескопа DKIST, которое почти вдвое превосходит возможности предыдущих поколений солнечных обсерваторий и открывает новые возможности для изучения физики Солнца.
© iXBT
