Znanstvenici otkrili skriveni red u kaosu Sunčeva vjetra

Međunarodni tim znanstvenika otkrio je da magnetsko polje Sunčeva vjetra mijenja smjer vrtnje ovisno o prostornoj skali, što je prvi izravni dokaz strukture unutar kaotičnog plazmenog toka.

Istraživači s Tehničkog sveučilišta u Braunschweigu i Sveučilišta u Tokiju, u suradnji s nizom japanskih institucija i znanstvenicima iz desetak zemalja, analizirali su podatke o magnetskom polju i česticama prikupljene misijom NASA-e Parker Solar Probe. Rezultat je jasan: na većim udaljenostima polje se vrti u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, gledano radijalno od Sunca, dok na manjim skalama smjer vrtnje prelazi u suprotan.

Ta točka preokreta nije slučajna. Podudara se s prijelazom između dvaju režima ponašanja plazme — s razine na kojoj se plazma ponaša kao fluid i razvija vrtloge i elektromagnetske valove, na razinu na kojoj dominirati počinju pojedinačne čestice. Kako se udaljavamo od Sunca, taj se prijelaz pomiče prema duljim valnim duljinama.

Kaos koji ima red

Plazma u svemiru je specifična jer je ionizirana i gotovo bez sudara među česticama — toliko je rijetka da čestice međusobno ne djeluju izravno, nego preko elektromagnetskih polja. Turbulencija u takvom mediju desetljećima je bila jedan od tvrdokornijih problema fizike.

Prvi autor rada, Masatomi Iizawa, istaknuo je da je struktura u spektru vidljiva unatoč tome što turbulencija predstavlja nesređeno gibanje. Njegov kolega Nobumitsu Yokoi dodao je da nalaz ima veliko značenje i za fiziku plazme i za astrofiziku.

Praktične posljedice nisu zanemarive. Turbulencija Sunčeva vjetra izravno utječe na udarne valove i magnetske oblake koje stvaraju sunčeve erupcije, a to su ključni čimbenici u predviđanju geomagnetskih oluja. Bolje razumijevanje prijelaza između fluidne i čestične dinamike moglo bi poboljšati modele koji danas, u najboljem slučaju, daju grubu prognozu.

Pitanje koje ostaje visjeti

Otkriće je objavljeno u časopisu The Astrophysical Journal Letters, a temelji se na podacima jedne sonde i jednog dijela heliosfere. Postavlja se pitanje koje istraživači nisu izravno adresirali: vrijedi li isti obrazac preokreta vrtnje i u drugim zvjezdanim vjetrovima, ili je riječ o specifičnosti našeg Sunca u trenutnom dijelu ciklusa aktivnosti?

Odgovor na to pitanje zahtijeva instrumente koje još nemamo. Do tada ostaje zanimljiv paradoks: u sustavu koji je po definiciji nesređen, znanstvenici su pronašli pravilo koje se drži.