התמונות החדות ביותר שצולמו אי פעם של פני השמש חשפו תופעה שעד כה התקיימה בעיקר בתחזיות תאורטיות: מערבולות זעירות הנוצרות בגבולות שבין אזורים מגנטיים לבין זרמי הפלזמה הסובבים אותם. כמה מהמערבולות שנצפו היו בגודל של עשרות קילומטרים בלבד, זעירות מאוד ביחס לממדיה העצומים של השמש.
התגלית התאפשרה בזכות טלסקופ השמש דניאל ק. אינווי, הממוקם באי מאווי שבהוואי. הטלסקופ, המצויד במראה בקוטר ארבעה מטרים, צילם באפריל 2025 אזור פעיל הסמוך לכתם שמש. באמצעות מצלמה מהירה הצליחו החוקרים להגיע לרזולוציה של כ-19 קילומטרים על פני השמש, שיא חדש בתצפיות מסוג זה.
בתמונות נראו פסים כהים ומבנים מסולסלים לאורך גבולותיהם של ריכוזי שטף מגנטי. כאשר בחנו החוקרים רצף של תמונות, התברר כי המבנים מתפתחים ומתגלגלים בדומה לגלי ים הנשברים על החוף. החוקרים זיהו אותם כביטוי של "אי יציבות קלווין-הלמהולץ", תופעה המתרחשת כאשר שתי שכבות של נוזל או גז נעות זו לצד זו במהירויות שונות.
התופעה מוכרת מעננים בעלי צורת גלים, מזרמי מים ואף מהאטמוספרות של כוכבי לכת. אולם זו הפעם הראשונה שבה התקבל אישור תצפיתי ברור לקיומה בפוטוספרה, השכבה הנראית של השמש. עד כה, המערבולות היו קטנות מכדי שטלסקופים קודמים יוכלו להבחין בהן.
החוקרים ניתחו 47 מערבולות שנצפו בשטח המצולם. גודלן נע בין כ-25 ל-170 קילומטרים, והמרחק האופייני בין מערבולת אחת לאחרת עמד על כ-65 קילומטרים. מהירות התקדמותן נעה בין 0.67 לשלושה קילומטרים בשנייה.
כדי לוודא כי אכן מדובר באי יציבות קלווין-הלמהולץ, השוו החוקרים את התצפיות להדמיות מחשב מתקדמות של התנהגות הפלזמה והשדות המגנטיים בשמש. ההדמיות יצרו מערבולות בעלות צורה, תנועה ומרווחים דומים לאלה שנראו בתמונות, ובכך חיזקו את הזיהוי.
למערבולות הזעירות עשויה להיות השפעה גדולה בהרבה מממדיהן. לפי החוקרים, הן מערבבות פלזמה ממוגנטת עם פלזמה חלשה יותר מבחינה מגנטית, מעוותות את גבולות השדות המגנטיים ועשויות לגרום לקווי השדה להתפתל ולהשתרג. תהליכים כאלה מסוגלים לאגור ולהעביר אנרגיה אל השכבות הגבוהות של האטמוספרה הסולארית.
הממצא עשוי לתרום גם לחקר אחת התעלומות הגדולות של הפיזיקה הסולארית: מדוע עטרת השמש מגיעה לטמפרטורות של מיליוני מעלות, בעוד שהפוטוספרה שמתחתיה חמה הרבה פחות ומגיעה לכ-5,500 מעלות צלזיוס. ייתכן שהמערבולות מעוררות גלים מגנטיים או מסייעות ביצירת תנאים לשחרור אנרגיה באמצעות חיבור מחדש של קווי שדה מגנטיים.
עם זאת, החוקרים מדגישים כי טרם הוכח שהמערבולות אכן מספקות כמות משמעותית מהאנרגיה הדרושה לחימום העטרה. המחקר מוכיח את קיומן ומראה שהן גורמות לערבול ולהעברת חומר ושטף מגנטי, אך עדיין נדרש למדוד כמה אנרגיה הן מצליחות להעביר כלפי מעלה.
התגלית, שפורסמה בכתב העת המדעי Nature, מלמדת כי לתהליכים הזעירים הללו עשויה להיות חשיבות גם בהבנת התפרצויות שמש, פליטות מסה מהעטרה ומזג האוויר בחלל, שיכול להשפיע על לוויינים, מערכות תקשורת ורשתות חשמל בכדור הארץ.
