Видима поверхня Сонця визначається метушнею. Величезні вежі тепла піднімаються з глибини Сонця, розширюючись, охолоджуючись і падаючи на краях конвекційних клітин, розміром приблизно з Техас.

Найпотужніший сонячний телескоп на Землі, телескоп Даніела К. Іноуе, розташований на Гаваях, вже суттєво змінив наше розуміння Сонця. Тепер він зробив величезний крок вперед. У найвищій роздільній здатності зображення Сонця, які коли-небудь були отримані, Іноуе виявив прихований ландшафт обертових вихорів, що кружляють навколо магнітних меж Сонця.

Ці особливості відомі як нестабільності Кельвіна-Гельмгольца (KHI). Вони були передбачені теорією десятиліттями, але раніше ніколи не спостерігалися на Сонці.

Нові спостереження не лише підтверджують теорію, але й свідчать про те, що KHI не є ізольованими порушеннями, а майже всюдисущою рисою сонячної поверхні.

«Ми були справді вражені неймовірною кількістю дрібних деталей і динамічної активності, видимих на зображеннях з високою роздільною здатністю», — сказав сонячний фізик Девід Куридзе з Національної сонячної обсерваторії США.

«Що дійсно здивувало нас, так це те, скільки подій KHI ми виявили. Бачити, наскільки вони справді всюдисущі на магнітній поверхні, було чимось, чого ми зовсім не очікували».

Нестабільності Кельвіна-Гельмгольца — це спіральні патерни, які формуються на межі, де два рідини ковзають одна повз одну, як океанські хвилі або певні хмарні утворення.

Оскільки плазма Сонця настільки бурхлива, вчені очікували, що KHI з'являться і там, але попередні інструменти та спостереження не мали достатньої роздільної здатності, щоб їх побачити.

Це змінилося з Іноуе. У квітні 2025 року телескоп був надісланий, щоб спостерігати за магнітно активною областю неподалік від сонячної плями, щоб зафіксувати таймлапс сонячної плазми в дії.

«Кожне велике відкриття про Сонце додає ще один маленький шматочок до дуже великої головоломки, і у Сонця не бракує нерозгаданих таємниць».

Сонячний фізик Фрідріх Вьогер, Національна сонячна обсерваторія

Коли дослідники отримали дані та почали їх обробляти, вони відразу ж визнали, що дивляться на характерні ознаки вихорів KHI — але це була легка частина процесу.

«Надати докази того, що 'те, що виглядає, ходить і крякає, насправді є качкою', набагато складніше, і це можна було досягти лише з найвищими просторовими даними роздільної здатності сонячної поверхні, які коли-небудь були отримані, і найповнішими та детальними числовими комп'ютерними симуляціями, які коли-небудь виконувалися (тільки для цієї мети)», — сказав сонячний фізик Фрідріх Вьогер з Національної сонячної обсерваторії.

Ця кропітка робота дійсно показує, що постійно еволюціонуючі завитки в сонячній плазмі є KHI — але вона також робить ще один крок далі.

Спостереження свідчать про те, що вихори є майже всюдисущою рисою меж між магнітними структурами та бульбашковою конвекцією навколо них. Вони продовжували з'являтися скрізь, куди команда дивилася, формуючи, коли швидко рухома плазма ковзає повз повільнішу плазму на магнітних межах.

Супутні симуляції відтворили таку ж поведінку, що свідчить про те, що нестабільність є загальною рисою цих магнітних інтерфейсів, а не рідкісною, локалізованою подією.

«Справжнім сюрпризом було побачити, наскільки всюдисущими насправді є KHI по всій поверхні», — сказав Куридзе.

«Щоб згенерувати це в реальній фізичній системі, вам потрібен надзвичайно делікатний баланс між суперечливими фізичними силами. Тож виявлення того, що ці суворі вимоги задовольняються практично скрізь на межах магнітних елементів, просто вражає».

Існуючі спостереження свідчать про те, що KHI можуть впливати на потік енергії через сонячну атмосферу майже скрізь — змішуючи плазму та магнітні поля, коли вони закручуються та розриваються.

Розуміння цих маломасштабних процесів є важливим кроком до пояснення більших таємниць, таких як чому зовнішня атмосфера Сонця є настільки несподівано гарячою, і що запускає величезні виверження, які формують космічну погоду.

Цікавий факт

Сонце є джерелом енергії для всього життя на Землі, і його активність може впливати на технології, які ми використовуємо щодня, такі як супутники та електричні мережі.