Vrtlozi plazme na Suncu prvi put snimljeni
Teleskop Danijel K. Inuje na Havajima razdvojio je strukture od oko 20 kilometara i zabeležio Kelvin-Helmholcovu nestabilnost u fotosferi Sunca, pojavu koju je teorija predviđala decenijama.
Vrtlozi plazme na Suncu snimljeni su prvi put dovoljno oštro da se može reći odakle dolaze. Tim naučnika iz američkog National Solar Observatory, nemačkog Instituta Maks Plank za istraživanje Sunčevog sistema i američkog High Altitude Observatory objavio je u časopisu Nature da je na vidljivoj površini Sunca prepoznao Kelvin-Helmholcovu nestabilnost, pojavu koju je teorija predviđala decenijama, a nijedan instrument do sada nije uspeo da zabeleži. Saopštenje opservatorije izašlo je 5. avgusta 2026, prvi potpisnik rada je David Kuridze, a rad je zaveden pod oznakom DOI 10.1038/s41586-026-10871-3.
Snimke je napravio teleskop Danijel K. Inuje, postavljen blizu vrha Halealake na havajskom ostrvu Mauiju. Ogledalo prečnika 4 metra čini ga najvećim solarnim teleskopom na svetu. Prve snimke Sunčeve površine taj instrument je dao početkom 2020. godine i već tada su bili najdetaljniji do tada napravljeni, ali za ovo je trebalo ići korak niže: razdvojiti detalje veličine dvadesetak kilometara na telu udaljenom oko 150 miliona kilometara.
Da bismo detektovali vrtloge, morali smo da razdvojimo strukture na površini Sunca veličine oko 20 kilometara.
Rekao je to Mihil van Nort, naučnik Instituta Maks Plank, koji je radio na posmatranjima i na obradi i restauraciji snimaka. Kamera za širokopojasno snimanje kojom je posmatranje izvedeno takođe dolazi iz tog instituta.
Gde se vrtlozi javljaju
Ne javljaju se bilo gde. Nastaju na granicama granula, ćelija uzavrele plazme koje gusto prekrivaju vidljivu površinu Sunca. Granulacija se ponaša kao ključala tečnost: vrela plazma se diže iz dubine, hladi se pri vrhu i ponovo tone. Pojedinačna granula široka je između 500 i 2.000 kilometara, pa je struktura od dvadesetak kilometara na njenoj ivici i do sto puta sitnija od same ćelije. Duž tih ivica susedni slojevi plazme kreću se različitim brzinama, što je uslov koji nestabilnosti treba da bi se uopšte pojavila.
Sama Kelvin-Helmholcova nestabilnost nastaje kada dva fluida klize jedan pored drugog različitim brzinama i na dodiru stvaraju smicanje. Sitni poremećaji na toj granici rastu u talase i spirale koje izgledaju kao morski talas pred lom. Pojavu su formulisali lord Kelvin i Herman fon Helmholc oko 1870. godine i od tada je opisana u dinamici fluida, meteorologiji, okeanografiji i astrofizici, od talasa na jezeru i oblačnih formacija do atmosfera Jupitera i Saturna i dodira Sunčevog vetra sa magnetosferama planeta. Na Suncu je izostajala, iako je tu očekivana.
Snimak i simulacija daju istu sliku
Snimak sam po sebi nije bio dovoljan za zaključak. Tim je posmatranja uporedio sa numeričkim simulacijama fotosfere, napravljenim kodom koji održavaju HAO i MPS. I u snimcima i u simulacijama pojavile su se desetine vrtložnih struktura duž ivica magnetnih oblasti, sa vrlo sličnim ponašanjem. Razmak između pojedinačnih vrtloga, ono što se u fizici zove talasna dužina nestabilnosti, iznosio je između 50 i 65 kilometara u oba slučaja. Tek to poklapanje je omogućilo identifikaciju.
Verujemo da je otkriće Kelvin-Helmholcove nestabilnosti u solarnoj fotosferi, potkrepljeno analizom numeričkih simulacija, veliki korak napred u našem razumevanju dinamike i evolucije solarne i zvezdane plazme, i da će poslužiti kao osnova za buduća otkrića.
Tako je nalaz opisao David Boboltz, zamenik direktora National Solar Observatory.
Zašto je korona toplija od površine Sunca?
Spoljna atmosfera Sunca zagrejana je na oko milion stepeni Kelvina, iako je površina ispod nje znatno hladnija. To je jedno od najstarijih otvorenih pitanja u fizici Sunca i vrtlozi bi mogli da budu deo odgovora. Oni se javljaju stalno i svuda gde je magnetno polje dovoljno jako, pa bi mogli da budu stalni pogon koji uvrće magnetne linije. Uvrnuto polje skladišti slobodnu magnetnu energiju, a njeno naglo oslobađanje pokreće sve, od najsitnijih nanobaklji do velikih erupcija, mlazeva i koronalnih izbačaja mase, dakle upravo one pojave koje remete satelite, energetske mreže i navigaciju na Zemlji.
Kelvin-Helmholcova nestabilnost je verovatno mehanizam koji doprinosi zagrevanju spoljne atmosfere i deo je rešenja dugogodišnje zagonetke zašto zvezde imaju koronu zagrejanu na milion stepeni Kelvina.
Rekao je Tomas Rimele, glavni tehnolog National Solar Observatory. Njegov kolega Fridrih Veger, viši naučnik iste ustanove, postavio je granicu opreznije.
Tek smo na početku prepoznavanja dalekosežnog uticaja koji otkriće Kelvin-Helmholcove nestabilnosti ima na naše razumevanje veze između kretanja namagnetisane plazme i prenosa i oslobađanja energije u gornjoj Sunčevoj atmosferi.
Postoji i druga strana nalaza, manje vidljiva a možda dalekosežnija. Vrtlozi efikasno mešaju namagnetisanu i nenamagnetisanu plazmu na površini, čime ubrzavaju razlaženje magnetnog polja kroz Sunčevu atmosferu. Sunčev ciklus traje oko jedanaest godina, što je za kosmičke prilike brzo, i postojeći modeli teško objašnjavaju kako magnetni fluks nestaje tolikom brzinom. Nedostajuće razlaženje moglo bi da dolazi odavde.
Šta rad ne pokazuje
Ne pokazuje koliko energije vrtlozi zaista odnose naviše. Ta veličina nije izmerena, nego je predmet sledeće faze analize, u kojoj se planira automatsko prepoznavanje vrtloga u podacima. Veza sa zagrevanjem korone i dalje je formulisana kao doprinos jednog mehanizma, ne kao objašnjenje pojave, i sami autori je tako i navode.
Identifikacija se, dalje, oslanja na poklapanje posmatranja i simulacije, a simulacija nije nezavisno merenje nego model zasnovan na pretpostavljenim jednačinama. Poklapanje detalja jeste jak argument, ali ostaje argument iz saglasnosti. Struktura od dvadeset kilometara je, na kraju, na samoj granici onoga što najveći solarni teleskop danas može da razdvoji, pa potvrda drugim instrumentom tek treba da stigne.
