Ученые рассмотрели крошечные вихри на поверхности Солнца. Видео
. Их размер составляет всего 20 кмУченые из США рассмотрели крошечные плазменные вихри на поверхности Солнца
Плазменные вихри на поверхности Солнца
Астрономы из Национальной солнечной обсерватории США, Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка в Германии и Высокогорной обсерватории впервые разглядели на поверхности Солнца крошечные плазменные вихри. Открытие они сделали с помощью самого большого в мире солнечного телескопа имени Дэниела Иноуэ на Гавайях. Результаты исследования опубликовал журнал Nature, о них сообщает Phys.org.
Телескоп Иноуэ на Гавайях принадлежит Национальной солнечной обсерватории США. Чтобы найти вихри, ученым нужно было различить на поверхности Солнца структуры размером всего около 20 км — это предел возможностей даже самого мощного солнечного телескопа и самых современных компьютерных моделей. Увидеть эти структуры подобно попыткам разглядеть монету €1 на расстоянии 180 км — настолько они малы.
Вихри возникают на краях гранул — ячеек, которые густо покрывают видимую поверхность Солнца. Диаметр каждой гранулы составляет от 500 до 2 тыс. км, а все вместе они образуют солнечную грануляцию. Этот узор похож на пузырьки в кипящей жидкости.
Грануляция появляется из-за потоков плазмы: горячее вещество поднимается из недр Солнца, остывает у поверхности и снова опускается вглубь звезды. В новой работе ученые впервые показали бахромчатые структуры по краям гранул — раньше их никто не видел. Эти структуры без остановки совершают вихревые движения и напоминают волны, которые разбиваются об берег океана.
Исследователи считают, что вихревые потоки плазмы — это признаки неустойчивости Кельвина — Гельмгольца. Этот эффект хорошо известен в гидродинамике: он появляется, когда две жидкости движутся относительно друг друга с разной скоростью. На границе между ними возникают сдвиговые напряжения, и даже небольшие возмущения быстро превращаются в волны или вихри.
Такой же эффект работает на поверхности озер и в океанских волнах, при образовании облаков, в атмосферах Юпитера и Сатурна, а также там, где солнечный ветер встречается с магнитосферами планет. Судя по всему, на границах солнечных гранул соседние слои плазмы тоже движутся с разной скоростью, и это создает условия для той же неустойчивости.
Открытие позволяет ученым лучше понять, как Солнце накапливает и высвобождает энергию в своем магнитном поле — например, во время коротких вспышек излучения, которые называют нановспышками. По современной теории, Солнце копит магнитную энергию, когда силовые линии его магнитного поля закручиваются, подобно тугой металлической пружине. Такая структура имеет огромную энергию, но она крайне неусточива, из-за чего энергия может внезапно высвободиться. Этот процесс называют магнитным пересоединением: скрученные линии магнитного поля распрямляются и соединяются заново. Раньше ученые не понимали, что именно закручивает эти линии, и новое открытие помогает частично ответить на этот вопрос: вихри возникают везде, где магнитное поле достаточно сильное, и, вероятно, именно они регулярно вызывают закручивания.
Найден один из самых далеких объектов во Вселенной
Ранее астрономы обнаружили самый далекий за всю историю наблюдений квазар — он вспыхнул, когда Вселенной было всего 670 млн лет (сейчас возраст Вселенной насчитывает 13,8 млрд лет). Его нашли в группе из 31 древнего квазара с помощью космического телескопа «Евклид». Квазар — это короткая и бурная фаза в жизни галактики. Газ и пыль закручиваются спиралями вокруг сверхмассивной черной дыры в ее центре и нагреваются, пока не вспыхивают ярким светом. В этот момент ядро галактики затмевает все вокруг, излучая свет триллионов Солнц.
Поймать квазары ранней Вселенной крайне сложно. Они редки, и по мере расширения космоса их свет смещается в сторону более длинных красных волн — это явление называют красным смещением. В некоторых случаях смещение настолько велико, что свет полностью уходит из видимого диапазона в инфракрасный, поэтому обычные камеры на Земле почти не улавливают такие волны. Атмосфера планеты сама светится в инфракрасном диапазоне и заглушает слабые сигналы, а вдобавок далекие квазары легко спутать с коричневыми карликами — холодными тусклыми звездами, которые находятся гораздо ближе к нам.
