世界最大的太阳望远镜拍摄到太阳表面存在微小的等离子体涡旋,证实了科学家一个多世纪前的理论预测。据美国媒体报道,由美国国家科学基金会运行的丹尼尔·井上太阳望远镜在夏威夷拍摄到开尔文-亥姆霍兹不稳定性的直接证据。这一现象最早于1860年代在流体力学中被描述,此次是首次在太阳表面被直接观测到。
领导这项研究的美国国家太阳观测台科学家戴维·库里泽和弗里德里希·沃格报告说,开尔文-亥姆霍兹不稳定性在太阳表面不仅存在,而且普遍分布。涡旋尺度很小,仅有数十公里直径,低于此前地面望远镜的分辨能力,因此长期未被发现。井上太阳望远镜口径为4米,2021年11月投入运行,其可见光观测能力使研究人员得以看清这些结构。美国航天局分享的图像显示,太阳表面呈现类似花瓣、旋涡和褶皱的景观。图像跨度约相当于地球半径,是迄今可见光波段分辨率最高的太阳图像。
研究人员指出,太阳表面的等离子体流在磁场和超高温物质作用下相互滑移,边界产生波纹并卷成涡旋,其机制与地球上的风掠过水面或云层形成卷曲相同。新的观测意味着热、质量和磁能在太阳大气中的转移方式可能需要重新理解。更精细的细节有助于解释日冕温度异常升高的原因,而日冕正是日冕物质抛射的源头,这类爆发可能引发地磁暴,威胁地球电子系统。目前,相关研究团队已提出,这些涡旋的普遍性可能改变对太阳大气能量传输过程的经典认识。