Najmoćniji teleskop otkrio fenomen na Suncu. Ključni dio slagalice za rješenje velikog misterija
Ovaj fenomen, dugo predviđen teorijom, ali nikad prije viđen, nudi potencijalne odgovore na neke od najvećih solarnih misterija, uključujući i zagonetku zašto je Sunčeva atmosfera stotinama puta toplija od njegove površine
Međunarodni tim znanstvenika objavio je prijelomno otkriće u polju solarne fizike koje bi moglo iz temelja promijeniti naše razumijevanje Sunca. Koristeći najmoćniji solarni teleskop na svijetu, Daniel K. Inouye na Havajima, po prvi su put uspjeli snimiti sićušne, vrtložne uzorke supervruće plazme koji prekrivaju cijelu vidljivu površinu naše zvijezde. Ovaj fenomen, dugo predviđen teorijom, ali nikad prije viđen, nudi potencijalne odgovore na neke od najvećih solarnih misterija, uključujući i zagonetku zašto je Sunčeva atmosfera stotinama puta toplija od njegove površine.
Što je teleskop vidio, a nitko prije nije?
Snimke načinjene 14. travnja 2025. godine otkrile su solarni krajolik kakav dosad nismo poznavali. Na rubovima magnetskih područja, teleskop je zabilježio sveprisutne vrtloge koji nalikuju valovima što se lome na obali. Ove strukture, poznate kao Kelvin-Helmholtzove nestabilnosti (KHI), nastaju kada se dva sloja fluida ili plazme kreću jedan pored drugog različitim brzinama. Sličan proces vidimo i na Zemlji u obliku valova na jezerima za vjetrovita dana ili u formacijama oblaka, kao i u atmosferama plinovitih divova poput Jupitera i Saturna.
Ovo otkriće omogućila je nevjerojatna razlučivost teleskopa Inouye, čije zrcalo promjera četiri metra može razaznati detalje na Suncu veličine od svega 19 kilometara. To je usporedivo s mogućnošću da se s udaljenosti od 180 kilometara uoči kovanica od jednog eura. Promatrani vrtlozi variraju u veličini od 25 do 170 kilometara, što ih je činilo potpuno nevidljivima za sve dosadašnje solarne teleskope. "Bili smo uistinu zapanjeni nevjerojatnom količinom sitnih detalja i dinamične aktivnosti vidljive na slikama visoke rezolucije", izjavio je David Kuridze iz Nacionalnog solarnog opservatorija (NSO). "Ono što nas je zaista iznenadilo jest koliko smo KHI događaja pronašli. Nismo očekivali da su tako sveprisutni."
Potvrda u virtualnom laboratoriju
Kako bi bili sigurni da promatrane strukture nisu samo optička varka ili artefakt obrade slike, znanstvenici su se okrenuli računalnim simulacijama. U suradnji sa stručnjacima s Instituta Max Planck i Opservatorija na velikim visinama (HAO), koristili su jedan od najnaprednijih kodova za modeliranje solarne fizike, poznat kao MURaM. Pokrenuvši simulacije temeljene isključivo na osnovnim zakonima fizike, uspjeli su neovisno stvoriti virtualni dio Sunčeve fotosfere koji je pokazivao identične vrtložne strukture.
Podudarnost je bila zapanjujuća. I simulacije i promatranja pokazala su vrtloge sličnog oblika, brzine i karakteristične valne duljine, koja je kod promatranja iznosila oko 65 kilometara, a kod simulacija 49 kilometara. To je pružilo čvrst dokaz da su vrtlozi stvarni. Kako je objasnio dr. Friedrich Wöger iz NSO-a, pružiti dokaz da "ono što izgleda, hoda i glasa se kao patka doista jest patka, mnogo je teže i moglo se postići jedino s podacima najveće prostorne rezolucije i najdetaljnijim numeričkim simulacijama ikad izvedenima".
Rješenje za dugogodišnje solarne zagonetke?
Važnost ovog otkrića daleko nadilazi samo promatranje novog fenomena. Kelvin-Helmholtzove nestabilnosti mogle bi biti ključni dio slagalice u rješavanju nekoliko fundamentalnih problema solarne fizike. Najveći među njima je takozvani problem zagrijavanja korone. Sunčeva vanjska atmosfera, ili korona, doseže temperaturu od preko milijun Celzijevih stupnjeva, dok je vidljiva površina ispod nje "hladna" na oko 5500 stupnjeva. To je kao da vatra postaje sve toplija što se više udaljavate od nje, što prkosi zakonima termodinamike.
Znanstvenici vjeruju da bi sveprisutni KHI vrtlozi mogli biti motor koji neprestano "plete" linije Sunčevog magnetskog polja. Taj proces pohranjuje ogromne količine energije u atmosferi, koja se zatim oslobađa u obliku sićušnih, ali neprekidnih eksplozija poznatih kao "nanobaklje", čime se korona zagrijava odozdo. "Kelvin-Helmholtzova nestabilnost vjerojatno je mehanizam koji doprinosi zagrijavanju vanjske atmosfere i dio je rješenja dugogodišnje zagonetke zašto zvijezde imaju koronu vruću milijun stupnjeva", rekao je dr. Thomas Rimmele, glavni tehnolog u NSO-u.
Osim toga, ista nakupljena energija napaja i mnogo veće solarne događaje, poput solarnih baklji i izbačaja koronalne mase, koji uzrokuju svemirsko vrijeme. Ekstremni događaji mogu oštetiti satelite, poremetiti GPS i komunikacijske sustave te čak srušiti električne mreže na Zemlji. Bolje razumijevanje temeljnih procesa koji pokreću solarnu aktivnost ključno je za razvoj pouzdanijih modela za predviđanje svemirskog vremena, čiji bi najgori scenariji mogli uzrokovati štetu od dva bilijuna dolara.
Ovo otkriće otvara novi prozor u fundamentalnu fiziku ne samo našeg Sunca, već i drugih zvijezda. Iako problem zagrijavanja korone nije konačno riješen, znanstvenici sada imaju potvrđen, sveprisutan mehanizam koji može prenositi energiju s površine u atmosferu. Sljedeći korak je kvantificirati koliko točno energije ti vrtlozi prenose. Znanstvena potraga tek je započela.
POGLEDAJTE GALERIJU