Een van de grootste mysteries binnen de zonneastronomie is de paradoxale temperatuurverdeling van onze ster. Terwijl het zichtbare oppervlak van de zon relatief koel is, bereikt de corona — de buitenste laag van de atmosfeer — temperaturen die vele malen hoger liggen. Recent onderzoek werpt een nieuw licht op dit fenomeen door te wijzen naar de rol van miljoenen microscopische plasma-draaikolken.
Volgens een studie van Katariina Nykyri van Embry-Riddle, die is gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters, fungeren deze kleine vortices als een energetische motor. De kern van deze ontdekking ligt in de werking van Kelvin-Helmholtz-golven. Op aarde zijn deze golven zichtbaar in wolkenpatronen, maar in de ruimte ontstaan ze wanneer snel bewegend plasma langs langzamer, gemagnetiseerd plasma stroomt. Deze interactie wekt draaikolken op die een aanzienlijke hoeveelheid mechanische energie bevatten, zoals beschreven door universetoday.com.
De theoretische modellen van Dr. Nykyri kregen ondersteuning door geavanceerde waarnemingen. Met behulp van de Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST), die zich bevindt op de top van Haleakalā op Maui, konden astronomen voor het eerst beelden maken met een resolutie die hoog genoeg was om structuren van slechts enkele tientallen kilometers breed te zien. Deze waarnemingen bevestigden dat de plasma-draaikolken op het zonneoppervlak exact overeenkomen met de vortices die door Kelvin-Helmholtz-golven worden gegenereerd, meldt .
Het proces waarbij deze beweging leidt tot extreme hitte is complex. Wanneer de vortices over het oppervlak van de zon trekken, wordt hun kinetische energie overgedragen aan de magnetische velden van de ster. Hierdoor wordt mechanische beweging omgezet in magnetische stress. Dr. Nykyri heeft berekend dat een gemiddelde vortex ongeveer twee septillion ergs aan energie bevat. Gezien de enorme omvang van de zon — met een oppervlak van 1,4 miljoen kilometer — ontstaan en verdwijnen er elke paar minuten miljoenen van deze structuren, wat een constante stroom van energie oplevert, aldus .
De uiteindelijke overdracht van deze energie naar de corona gebeurt via een proces dat magnetische reconnectie wordt genoemd. Tijdens het ontstaan van een Kelvin-Helmholtz-vortex worden magnetische veldlijnen tegen elkaar aan gedrukt, waardoor ultradunne stroomlijnen ontstaan. Wanneer een vortex verdwijnt, komt de opgeslagen energie vrij en vloeit deze naar de hogere atmosferische lagen van de zon.
Door de combinatie van nieuwe theoretische inzichten en de ongekende precisie van instrumenten zoals de DKIST-telescoop, komen wetenschappers dichter bij een definitieve verklaring voor de verhitting van de zonnecorona. De ontdekking dat minuscule draaikolken een macroscopisch effect kunnen hebben op de temperatuur van de ster, markeert een belangrijke stap in het begrip van zonnefysica, concludeert .