Най-ясното изображение на Слънцето разкрива скрити магнитни ивици

Учени от Националната слънчева обсерватория към Националната научна фондация са получили най-детайлното изображение на повърхността на Слънцето, регистрирано някога. Използвайки мощния слънчев телескоп „Даниел К. Иноуе“ в Хавай, екипът е открил ултратънки магнитни „ивици“ с ширина само 20 километра —- приблизително колкото дължината на Манхатън.

Тези ярки и тъмни ивици, известни като ивици, се набраздяват по краищата на слънчевите гранули и са създадени от тънки, подобни на завеса магнитни полета. Когато слънчевата светлина преминава през тези магнитни структури, нейната яркост се променя, подобно на промяната на светлината, докато тя проблясва през вълнообразна завеса.

Това откритие разкрива скрит слой сложност в магнитния пейзаж на Слънцето и демонстрира невероятната способност на телескопа Иноуе да открива характеристики, за които досега се смяташе, че са невидими от Земята. То проправя пътя за по-дълбоко разбиране на това как слънчевият магнетизъм задвижва мощни събития като изригвания и бури в космоса.

Разкриване на скритите ивици на Слънцето с революционна резолюция

Екипът от физици направи забележително откритие, разкривайки сложни магнитни модели на повърхността на Слънцето. Използвайки несравнимата мощност на слънчевия телескоп „Даниел К. Иноуе“ в Хавай, учените получиха най-детайлните регистрирани някога изображения на повърхността на Слънцето. За първи път наблюдаваха ултратънки ярки и тъмни ивици на Слънцето, широки само 20 километра, приблизително с дължината на Манхатън.

Тези ивици, известни като ленти, се появяват по краищата на слънчевите конвекционни клетки, наречени гранули. Те са причинени от тънки, подобни на листове магнитни полета, които се вълнуват и набръчкват като плат под въздействието на вятъра. Когато светлината от горещите стени на гранулите преминава през тези магнитни „завеси“, тя създава райета, която отразява фините промени в магнитното поле на Слънцето. По-светлите области показват по-силни полета, а по-тъмните области — по-слаби.

Най-ясната гледка към Слънцето в историята

„В тази работа ние сме първите, които изследват финомащабната структура на слънчевата повърхност с безпрецедентна пространствена резолюция от само около 20 километра или дължината на остров Манхатън“ — казва ученият от NSO д-р Дейвид Куридзе, водещ автор на изследването. „Тези ивици са отпечатъци от финомащабни вариации в магнитното поле.“

Тези резултати бяха неочаквани и възможни единствено благодарение на безпрецедентните възможности на слънчевия телескоп Inouye. Екипът използва Inouye Visible Broadband Imager (VBI), който работи в G-лентата — диапазон от видима светлина, който е особено полезен за изучаване на Слънцето, защото подчертава областите с интензивна магнитна активност. Съоръжението позволява на изследователите да наблюдават слънчевата фотосфера с впечатляваща пространствена резолюция, която е по-добра от 0,03 дъгови секунди (или около 20 километра на Слънцето). Това е най-острата резолюция, постигана някога в слънчевата астрономия. За да интерпретира своите наблюдения, екипът е сравнил изображенията с усъвършенствани симулации, които възпроизвеждат физиката на повърхността на Слънцето.

Малки магнитни завои, големи открития

Проучването потвърждава, че тези ивици са признак на фини, но мощни магнитни флуктуации – трептения от едва сто гауса, сравними със силата на типичен магнит за хладилник – които променят плътността и непрозрачността на плазмата, измествайки видимата повърхност само с километри. Тези измествания, известни като вдлъбнатини на Уилсън, могат да бъдат открити само чрез уникалната разделителна способност на 4-метровото първично огледало на слънчевия телескоп NSF Inouye, който е и най-големият в света.

„Магнетизмът е фундаментално явление във Вселената и подобни магнитно индуцирани ивици са наблюдавани и в по-далечни астрофизични обекти, като например молекулярни облаци“ — казва ученият от NSO и съавтор на изследването д-р Хан Уйтенбрук. „Високата резолюция на Иноуе, комбинирана със симулации, ни позволява да характеризираме по-добре поведението на магнитните полета в широк астрофизичен контекст.“

Въздействието върху космическото време и наземните технологии

Изучаването на магнитната архитектура на слънчевата повърхност е важно за разбирането на най-енергийните събития във външната атмосфера на Слънцето, като например изригвания и изхвърляния на коронална маса, и следователно за подобряване на прогнозите за космическото време. Това откритие не само подобрява разбирането ни за тази архитектура, но и отваря пътя за изучаване на магнитните структури в други астрофизични контексти, както и в малки мащаби, за които някога се смяташе, че са недостъпни от Земята.

„Това е само едно от многото нововъведения за телескопа Иное, демонстриращо как той продължава да разширява границите на слънчевите изследвания“ — казва д-р Дейвид Боболц, заместник-директор на слънчевия телескоп Иное в NSO. „Това също така подчертава жизненоважната роля на Иное в разбирането на дребномащабната физика, която движи космическите метеорологични явления, влияещи върху нашето все по-технологично общество тук, на Земята.“

Статията, описваща това изследване, озаглавена „Наблюдавана с резолюция от 0,03 инча раирана слънчева фотосфера“, вече е достъпна в The Astrophysical Journal Letters.