Неуловимые 65 километров: астрофизики объяснили природу солнечных вихрей в фотосфере

На крупнейшем в мире солнечном телескопе "Дэниел Иноуэ" (DKIST) астрономы впервые напрямую зафиксировали крошекие вихревые структуры на границах магнитных полей в фотосфере Солнца. Наблюдения подтвердили давнюю гипотезу о том, что на стыке плазменных потоков с разной скоростью развивается неустойчивость Кельвина — Гельмгольца, порождающая характерные вихри. Результат опубликован в журнале Nature.
Фотосфера — видимая поверхность Солнца — покрыта гранулами: ячейками конвекции, где горячая плазма поднимается, охлаждается и опускается. Между ними скапливаются магнитные потоки. Теоретически на границах этих областей должны возникать сдвиги скоростей, закручивающие плазму в вихри, аналогичные тем, что видны в атмосфере Земли или магнитосферах планет. До DKIST разрешение телескопов было недостаточным, чтобы увидеть структуры размером в десятки километров на фоне солнечного диска.
Исследователи проанализировали 47 таких объектов. Типичное расстояние между соседними вихрями составило около 65 километров, их размеры варьируются от 25 до 170 километров. Вихри формируются за несколько десятков секунд и перемещаются со скоростью до трёх километров в секунду. Сравнение снимок с высокоточными магнитогидродинамическими (МГД) моделями солнечной атмосферы показало практически полное совпадение: модель воспроизвела размеры, скорость возникновения и динамику плазмы.