FOTO Cele mai clare imagini realizate vreodată cu Soarele dezvăluie un fenomen nevăzut până acum: Cercetătorii au surprins posibilul 'motor' al furtunilor care pot lovi Pământul

Cele mai detaliate imagini realizate vreodată cu suprafața Soarelui au scos la iveală zeci de vârtejuri de plasmă, formate la marginea unei pete solare. Fenomenul, observat pentru prima dată în mod clar pe suprafața unei stele, ar putea explica atât declanșarea celor mai violente erupții solare, cât și unul dintre marile mistere ale astronomiei: de ce atmosfera exterioară a Soarelui este mult mai fierbinte decât suprafața sa.

Descoperirea este importantă și pentru Pământ. Erupțiile solare și ejecțiile de masă coronală pot trimite spre planeta noastră cantități uriașe de radiații și particule încărcate electric, capabile să perturbe sateliții, sistemele GPS, comunicațiile globale și rețelele electrice.

Imaginile au fost obținute cu ajutorul telescopului solar Daniel K. Inouye din Hawaii, cel mai puternic instrument de acest tip din lume. Studiul a fost publicat în revista științifică Nature.

Cele mai clare imagini realizate vreodată cu suprafața Soarelui

Telescopul Daniel K. Inouye a surprins o regiune activă magnetic, aflată la marginea unei pete solare, în stratul vizibil al Soarelui, cunoscut sub numele de fotosferă.

Noile observații ating o rezoluție fără precedent și permit distingerea unor structuri de numai aproximativ 19 kilometri. Dimensiunea este extrem de mică la scara Soarelui, care are un diametru de aproximativ 1,4 milioane de kilometri.

Imaginile și înregistrările succesive arată vârtejuri de plasmă fierbinte care cresc continuu și ajung să aibă diametre cuprinse între aproximativ 19 și 170 de kilometri.

Deși sunt uriașe în comparație cu orice fenomen terestru obișnuit, structurile sunt minuscule raportat la suprafața unei stele.

Cercetătorii au combinat observațiile telescopului cu simulări computerizate specializate. În ambele cazuri au identificat zeci de vârtejuri cu trăsături similare, ceea ce le-a permis să confirme natura fenomenului.

Vârtejurile de plasmă seamănă cu valurile și cu picturile lui Van Gogh

Modelele spiralate au fost identificate drept manifestări ale instabilității Kelvin–Helmholtz, un fenomen care apare atunci când două straturi de fluid sau gaz se deplasează unul pe lângă celălalt cu viteze diferite.

Diferența de viteză destabilizează zona de contact și produce unde care cresc, se răsucesc și formează vârtejuri asemănătoare valurilor care se sparg.

Pe Pământ, asemenea structuri pot apărea în nori, în oceane sau pe suprafața lacurilor. Fenomenul a mai fost observat și în atmosferele planetelor Jupiter și Saturn, însă nu fusese identificat până acum atât de clar pe suprafața unei stele.

În cazul Soarelui, cele două straturi nu sunt formate din apă sau aer, ci din plasmă – un gaz atât de fierbinte încât particulele sale devin încărcate electric – aflată la o temperatură de aproximativ 5.500 de grade Celsius și traversată de câmpuri magnetice puternice.

Formele surprinse în imagini le-au amintit cercetătorilor de vârtejurile din tabloul „Noaptea înstelată” al lui Vincent van Gogh și de valurile reprezentate de artistul japonez Hokusai în celebra lucrare „Marele val de la Kanagawa”.

Posibilul „motor” al celor mai violente furtuni solare

Importanța descoperirii depășește însă aspectul spectaculos al imaginilor. Cercetătorii cred că vârtejurile ar putea explica modul în care câmpurile magnetice ale Soarelui se răsucesc și acumulează cantități uriașe de energie.

Una dintre principalele teorii susține că liniile câmpului magnetic se împletesc asemenea unor fire de păr. Pe măsură ce sunt răsucite, tensiunea crește, iar structura devine instabilă.

La un moment dat, liniile se rup și se reconectează într-o altă configurație, eliberând brusc energia acumulată. Astfel se pot produce erupții solare și ejecții de masă coronală.

Până acum, oamenii de știință nu înțelegeau pe deplin ce declanșează răsucirea inițială a liniilor magnetice. Noile imagini indică faptul că vârtejurile produse prin instabilitatea Kelvin–Helmholtz ar putea reprezenta mecanismul care pune în mișcare întregul proces.

Friedrich Wöger, cercetător la Observatorul Național Solar din Statele Unite și unul dintre coordonatorii studiului, a descris descoperirea drept o schimbare majoră pentru înțelegerea modului în care Soarele își alimentează atmosfera cu energie.

Cum pot ajunge efectele până pe Pământ

Erupțiile solare sunt explozii uriașe care eliberează lumină, energie și particule de mare viteză în spațiu. Ejecțiile de masă coronală aruncă, la rândul lor, nori masivi de plasmă și câmpuri magnetice din atmosfera Soarelui.

Nu toate aceste fenomene sunt îndreptate spre Pământ și nu fiecare erupție produce efecte semnificative. Atunci când particulele și energia ajung însă în apropierea planetei, ele pot genera furtuni geomagnetice.

Astfel de furtuni pot perturba funcționarea sateliților, pot reduce precizia sistemelor GPS, pot întrerupe comunicațiile radio și pot induce curenți periculoși în rețelele electrice. În cazuri extreme, transformatoarele și alte componente ale infrastructurii energetice pot fi avariate.

Înțelegerea mecanismelor care produc erupțiile solare le-ar putea permite cercetătorilor să îmbunătățească prognozele privind vremea spațială și să avertizeze mai devreme operatorii sateliților, companiile energetice și serviciile dependente de comunicații.

Potrivit cercetătorilor, observațiile oferă un nou cadru pentru studierea proceselor care stau la baza activității solare și a efectelor acesteia asupra Pământului, relatează Reuters.

Descoperirea ar putea explica de ce atmosfera Soarelui este atât de fierbinte

Vârtejurile ar putea contribui și la rezolvarea unei alte întrebări care îi preocupă de zeci de ani pe astronomi.

Suprafața vizibilă a Soarelui are o temperatură de aproximativ 5.500-6.000 de grade Celsius. În mod paradoxal, coroana, stratul exterior al atmosferei solare, poate ajunge la temperaturi de peste un milion de grade.

În mod normal, temperatura ar trebui să scadă pe măsură ce distanța față de sursa de căldură crește. În cazul Soarelui se întâmplă contrariul, iar mecanismul care încălzește atât de puternic coroana nu a fost explicat complet.

Cercetătorii cred că vârtejurile transferă energia către structuri din ce în ce mai mici, unde aceasta este transformată în căldură. Dacă ipoteza va fi confirmată, instabilitatea Kelvin–Helmholtz ar putea oferi o explicație pentru temperaturile extreme din atmosfera Soarelui și a altor stele asemănătoare.

Oamenii de știință avertizează însă că observațiile reprezintă doar începutul. Sunt necesare noi cercetări pentru a stabili cât de răspândite sunt aceste vârtejuri și care este contribuția lor exactă la încălzirea atmosferei și la declanșarea erupțiilor solare.