Bølger, der ligner dem, der styrer vejret på Jorden, er nu blevet fundet på Solen

Et team af forskere ledet af Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) og universitetet i Göttingen har opdaget nye hvirvelbølger på Solen. Som beskrevet i dagens udgave af Natur astronomi , disse Rossby-bølger forplanter sig i retning modsat rotation, har en levetid på flere måneder, og maksimale amplituder ved Solens ækvator. I fyrre år havde videnskabsmænd spekuleret om eksistensen af ​​sådanne bølger på Solen, som bør være til stede i ethvert roterende væskesystem. Nu, de er entydigt blevet opdaget og karakteriseret for første gang. Solens Rossby-bølger er nære slægtninge til Rossby-bølgerne, der vides at forekomme i jordens atmosfære og oceaner.

I næsten alle vejrkort over Jordens nordlige halvkugle er atmosfæriske Rossby-bølger et fremtrædende træk. De fremstår som bugter i jetstrømmen, der adskiller kold polarluft i nord fra varmere subtropisk luft længere mod syd. Nogle gange når disse bølger de ækvatoriale områder og kan endda påvirke vejret i Australien. I princippet, bølger af denne type (ofte omtalt som planetbølger) opstår på hver roterende kugle på grund af Coriolis-kraften. Saturns sekskant, et stabilt skymønster ved planetens nordpol, kan også være udtryk for disse bølger.

Eksistensen af ​​Rossby-bølger i stjerner blev forudsagt for omkring fyrre år siden. "Solar Rossby-bølger har meget små amplituder og perioder på flere måneder, derfor er de ekstremt svære at opdage", siger prof. dr. Laurent Gizon, koordinator for holdet, der gjorde opdagelsen og direktør ved MPS. Undersøgelsen krævede højpræcisionsobservationer af Solen gennem mange år. Forskerne fra MPS analyserede et seksårigt datasæt fra Heliospheric and Magnetic Imager (HMI) ombord på NASA's Solar Dynamics Observatory (SDO), i drift siden 2010.

"HMI-billederne har tilstrækkelig høj rumlig opløsning til at give os mulighed for at følge bevægelsen af ​​fotosfæriske granula på Solens synlige overflade", siger Dr. Björn Löptien, videnskabsmand ved MPS og første forfatter til artiklen. Disse granuler er små konvektionsceller, der er omkring 1500 kilometer store på soloverfladen. I deres nye undersøgelse, forskerne brugte granulatet som passive sporstoffer til at afdække det underliggende, meget større hvirvelstrømme forbundet med Rossby-bølgerne. Ud over, Helioseismologiske metoder blev brugt til at bekræfte opdagelsen og til at studere Rossby-bølgerne i solens indre på dybder op til 20.000 kilometer.

"Alt i alt, finder vi storskala hvirvelbølger på Solen, der bevæger sig i retning modsat rotation. At disse bølger kun ses i de ækvatoriale områder er helt uventet", Gizon forklarer. Hvirvelmønstrene er stabile i flere måneder. Forskerne var i stand til at bestemme forholdet mellem bølgernes frekvens og bølgelængde for første gang - og dermed klart identificere dem som Rossby-bølger.

"Solar Rossby-bølger er gigantiske i størrelse, med bølgelængder, der kan sammenlignes med solens radius", Gizon forklarer. De er en væsentlig bestanddel af Solens indre dynamik, fordi de bidrager med halvdelen af ​​Solens kinetiske energi i stor skala.