Честно говоря, эта история заставила меня почувствовать себя так, будто мы только что обнаружили что-то совершенно новое в одном из самых изученных объектов нашего неба. Учёные, вооружённые крупнейшим в мире солнечным телескопом, разглядели крошечные вихри на поверхности Солнца, которых никто раньше не видел. И знаете что? Они невероятно красивые.
Гигант, который видит Солнце
Телескоп Даниэля К. Иноуэ расположен на Гавайях, и он по-настоящему впечатляет. Это сооружение размером с небольшое здание, способное разглядеть детали на поверхности Солнца, о которых другим телескопам можно только мечтать. Но самое главное — не только в телескопе. Это симбиоз мощного инструмента и продвинутых компьютерных симуляций.
Чтобы вы поняли масштаб: обнаруженные вихри имеют диаметр около 20 километров. На Солнце это практически микроскопические размеры. Исследователи сравнили это с тем, как если бы вы пытались разглядеть одну монету евро с расстояния 180 километров. Лично я не вижу соседский дом с такого расстояния.
Поверхность Солнца — это гигантская, бурлящая кастрюля
Вот тут начинается самое интересное. Видимая поверхность Солнца — далеко не гладкая. Она покрыта так называемыми гранулами. Это огромные структуры (по человеческим меркам, конечно) размером от 500 до 2000 километров. Представьте: вы смотрите на Солнце и видите что-то похожее на тысячи пузырей, которые постоянно образуются, лопаются и снова появляются. Это и есть грануляция.
Эти гранулы существуют благодаря конвекции. Горячая плазма поднимается из глубин Солнца, остывает на поверхности и снова уходит вниз. Это буквально как смотреть на кипящую воду, только вместо воды — плазма с температурой в миллионы градусов, а вместо кастрюли — наша родная звезда.
Теперь, благодаря новым наблюдениям, мы видим, что происходит на краях этих гранул. Исследователи заметили структуры, похожие на бахрому, с которыми развиваются вихревые движения. Самая точная аналогия? Океанские волны, которые начинают разбиваться. В этом есть что-то почти гипнотическое.
Эти маленькие вихри могут объяснить, как Солнце накапливает энергию
А вот тут становится по-настоящему интересно. Учёные полагают, что эти крошечные водовороты — проявление так называемой неустойчивости Кельвина-Гельмгольца. Возможно, вы видели это явление раньше, даже не подозревая о нём. Оно возникает, когда две среды, движущиеся с разной скоростью, создают красивые волновые узоры или вихри на границе раздела.
Вспомните ветер, дующий над водой. Разница в скоростях воздуха и воды порождает те самые рябь и завихрения. То же самое происходит на Солнце, только вместо воздуха и воды — плазма, движущаяся с разными скоростями на границах гранул.
Но самое захватывающее впереди. Эти неустойчивости могут стать ключевым элементом в разгадке того, как Солнце скручивает и накапливает магнитную энергию. Магнитное поле Солнца — это то, что вызывает солнечные вспышки, корональные выбросы массы и те самые красивые полярные сияния, которые мы видим с Земли. Но мы до сих пор не до конца понимаем, как эта магнитная энергия изначально накапливается.
Могут ли эти вихри быть недостающим звеном?
Линии солнечного магнитного поля скручиваются и закручиваются, как будто кто-то медленно сжимает пружину. Всё это скручивание запасает энергию. В какой-то момент что-то не выдерживает, и энергия высвобождается через процесс, называемый магнитным пересоединением. Грубо говоря, силовые линии поля разрываются и перестраиваются, выбрасывая вспышку энергии.
Но что именно запускает это скручивание? Это был главный не回答анный вопрос. И вот тут наш новый знакомый — плазменный вихрь — может помочь. Исследователи заметили, что эти маленькие водовороты постоянно появляются везде, где магнитное поле достаточно сильное. Если они постоянно вращаются и кружатся на границах гранул, возможно, они непрерывно закручивают силовые линии магнитного поля, как кто-то раскручивает волчок.
Это как узнать, что крошечные постоянные волны в пруду на самом деле медленно вращают подводный пропеллер, о существовании которого вы даже не подозревали.
Почему это важно для нас, живущих внизу
Вы можете спросить: а зачем мне думать о каких-то маленьких вихрях на Солнце? Справедливый вопрос! Вот почему это важно: магнитная активность Солнца следует примерно 11-летнему циклу, и эти циклы влияют на нас по-настоящему. Солнечные бури могут нарушать работу спутников, энергосетей и даже систем GPS. Понимание того, как магнитная структура Солнца меняется так быстро, поможет нам точнее предсказывать космическую погоду.
Современные модели с трудом объясняют, как магнитные поля перемещаются с поверхности Солнца в его атмосферу достаточно быстро, чтобы управлять этими стремительными циклами. Эти новооткрытые вихри могут стать недостающим механизмом — они постоянно перемешивают намагниченную плазму и помогают ей двигаться вверх.
Итого
Мы изучаем Солнце уже столетия, и только что обнаружили кое-что совершенно новое прямо на его поверхности. На мой взгляд, это одновременно и скромно, и захватывающе. Солнце — буквально наша ближайшая звезда, и у него, оказывается, ещё есть секреты.
Что меня поражает больше всего: эти вихри, скорее всего, всегда были там, кружась на солнечной поверхности. Просто у нас не было подходящих инструментов, чтобы их увидеть. Это заставляет задуматься — что ещё может скрываться на виду, ожидая, когда технологии позволят его разглядеть.
В следующий раз, когда вы посмотрите на Солнце (пожалуйста, не делайте этого прямо!), помните: за этим ослепительным светом скрывается бурный, кипящий, постоянно меняющийся мир — и теперь мы знаем, что по его поверхности танцуют крошечные водовороты, которые, возможно, играют ключевую роль в формировании космической погоды, влияющей на наш технологический мир.