Největší sluneční teleskop na světě umožnil astronomům pozorovat struktury, o jejichž existenci se dlouho uvažovalo, ale byly příliš malé na to, aby je dosavadní přístroje dokázaly spolehlivě zachytit. Na rozhraní magnetických oblastí a okolního plazmatu se objevují drobné víry odpovídající takzvané Kelvinově-Helmholtzově nestabilitě.

Za pozorováním stojí tým vedený Davidem Kuridzem a Friedrichem Wögerem z National Solar Observatory. Vědci využili Daniel K. Inouye Solar Telescope, známý také jako DKIST. Tento teleskop stojí na havajském ostrově Maui a díky primárnímu zrcadlu o průměru čtyř metrů dokáže rozlišovat mimořádně jemné struktury ve sluneční atmosféře.

Kelvinova-Helmholtzova nestabilita přitom není pro fyziky ničím novým. Vzniká na rozhraní dvou prostředí, která se vůči sobě pohybují různými rychlostmi. Hranice mezi nimi se může zvlnit a postupně vytvořit charakteristické víry. Podobný princip lze pozorovat například při proudění vzduchu v atmosféře nebo na rozhraní vody a vzduchu. Jeho fyzikální popis vychází z prací Williama Thomsona, pozdějšího lorda Kelvina, a Hermanna von Helmholtze z 19. století.

Detaily velké jen několik desítek kilometrů

K průlomovému pozorování došlo 14. dubna 2025, kdy tým zaměřil DKIST na aktivní oblast poblíž středu slunečního disku. Původním cílem přitom nebylo hledání vírů. Vědci chtěli otestovat možnosti teleskopu a dostat se co nejblíže jeho teoretickému rozlišovacímu limitu.

Pozorování probíhalo na vlnové délce 416 nanometrů. Kamera pracovala rychlostí 740 snímků za sekundu a jednotlivé expozice trvaly pouhých 100 mikrosekund. Následným zpracováním tisíců snímků vznikla série obrazů s časovým odstupem dvou sekund a prostorovým rozlišením přibližně 19 kilometrů.

Právě tato úroveň detailu byla rozhodující. Vědci identifikovali 47 rozhraní obsahujících vírové struktury. Jednotlivé víry měly podle měření průměr přibližně 25 až 170 kilometrů a sousední struktury od sebe obvykle dělilo 60 až 100 kilometrů. Některé se pohybovaly podél rozhraní rychlostí od 0,67 do 3 kilometrů za sekundu a jejich velikost se mohla zdvojnásobit za méně než minutu.

Pozorování zároveň ukázalo jejich rychlý vývoj. Zpočátku mohou mít víry poměrně pravidelnou podobu, později ale přecházejí do chaotického turbulentního proudění.

Víry mohou ovlivňovat přenos energie

Význam objevu nespočívá pouze v tom, že se podařilo vyfotografovat dosud neviditelné struktury. Víry vznikají na hranicích oblastí se silným magnetickým polem a mohou ovlivňovat způsob, jakým se ve sluneční atmosféře promíchává plazma a přenáší energie.

Zajímavé je to také v souvislosti se sluneční koronou. Vnější atmosféra Slunce dosahuje teplot řádově milionů stupňů Celsia, přestože viditelný povrch Slunce má teplotu přibližně 5 500 stupňů Celsia. Mechanismy, které koronu zahřívají, proto patří k dlouhodobým otázkám sluneční fyziky.

Vířivé pohyby na hranicích magnetických struktur by mohly přispívat k pohybu a proplétání magnetických siločar. Energie nahromaděná v takto deformovaném magnetickém poli se následně může uvolňovat. Nová pozorování tak přinášejí další možný dílek do složité skládačky energetických procesů ve sluneční atmosféře.