Vórtices com largura de algumas dezenas de quilômetros foram observados diretamente na fotosfera, a superfície visível do Sol. Eles aparecem na borda de pequenas concentrações de campo magnético. Sua presença confirma um mecanismo previsto há muito tempo e pode ajudar a entender como a energia é transportada para as camadas superiores da atmosfera solar.
As imagens vêm do telescópio solar Daniel K. Inouye, instalado no Havaí. Seu espelho de 4 m permite distinguir detalhes muito mais finos do que os instrumentos anteriores. Durante observações realizadas em 14 de abril de 2025, a equipe alcançou uma resolução de cerca de 19 km na superfície do Sol.
Visão geral da simulação MURaM.
a - Densidade de fluxo magnético vertical na altura em que a espessura óptica média τ 500 é igual a 1 perto da interface entre as regiões magnéticas e não magnéticas.
b - Campo de velocidade horizontal na mesma altura.
c - Intensidade emergente sintética a 500 nm no centro do disco, calculada a partir do cubo MURaM.
d a f - Imagens ampliadas das regiões indicadas pelas caixas amarelas nos painéis superiores: densidade de fluxo magnético vertical (d), campo de velocidade horizontal (e) e intensidade emergente sintética (f). As setas em e indicam a direção dos fluxos de plasma.
Os pesquisadores estudaram uma região ativa próxima a uma mancha solar por cerca de três minutos. Eles identificaram 47 vórtices nas imagens. Seu tamanho varia de cerca de 25 a 170 km, com uma distância característica de cerca de 65 km entre estruturas vizinhas.
Para entender sua origem, é preciso observar o que acontece quando dois fluxos se movem a velocidades diferentes em cada lado de uma fronteira. Essa situação pode desencadear uma instabilidade de Kelvin-Helmholtz: pequenas ondulações crescem e depois se enrolam em vórtices.
No Sol, aqui, a fronteira separa plasma submetido a condições magnéticas diferentes.
As imagens por si só, no entanto, não fornecem todas as velocidades do plasma. A equipe então as comparou com simulações numéricas de magnetoconvecção, que reproduzem os movimentos de um plasma condutor submetido ao campo magnético solar. As simulações produzem estruturas muito próximas das observações, com 94 ocorrências analisadas e uma escala característica de cerca de 49 km.
Concretamente, esses vórtices misturam matéria magnetizada e menos magnetizada. Eles também podem deformar as linhas de campo, favorecer seu entrelaçamento e alimentar pequenas estruturas turbulentas.
A próxima questão é determinar quanta energia essas instabilidades realmente transportam para a cromosfera e a coroa. Observações mais longas, cobrindo várias regiões ativas e diferentes intensidades de campo magnético, permitirão medir sua contribuição para os fenômenos que alimentam a atividade solar e o clima espacial.