最高分辨率太阳表面图像发现宽约20公里的等离子体细丝和涡旋，首次确认太阳上的开尔文亥姆霍兹不稳定性。
太阳可见表面首次以足以分辨20多公里结构的精度被拍摄。位于夏威夷的Daniel K Inouye太阳望远镜对太阳光球层进行观测，获得迄今分辨率最高的表面图像。若换成日常尺度，这种能力相当于从180公里外辨认一枚1欧元硬币。
图像聚焦在太阳黑子附近的强磁活动区。太阳表面布满由热等离子体对流形成的颗粒，每个颗粒直径约500至2000公里。新图像在颗粒边缘揭示了过去无法看清的细丝、带状结构和微小涡旋，其中一些宽度仅略超过20公里。它们不是静止纹理，而是不同速度的等离子体流在交界处相互剪切的结果。
这种现象符合开尔文亥姆霍兹不稳定性。当两层流体以不同速度移动时，边界会卷曲成波纹和旋涡。类似结构能在云层、海洋和行星大气中出现，但这是首次在太阳表面得到明确确认。太阳环境由高温带电等离子体和强磁场共同控制，因此这些微小涡旋也会影响磁场扭曲、能量积累与传输。
太阳光球之上的色球层和日冕温度异常高，尤其日冕比可见表面热得多。能量如何从较冷的表面传到外层大气，一直是太阳物理学的核心问题。宽度只有几十公里的剪切和涡旋，可能把大尺度对流能量逐步转移到更小尺度，并通过磁场作用向上传递。单个结构虽然微小，大量结构共同出现时却可能显著影响整颗恒星。
更高分辨率改变的不只是图像清晰度。过去观测把许多细节混合成模糊区域，模型只能推测内部发生了什么。现在可直接测量结构的尺寸、形状和运动，检验等离子体与磁流体模型。
太阳黑子周围磁场强烈，会抑制部分对流并引导等离子体运动。颗粒边缘正是上升热流与下沉区域交汇的位置，速度差最容易形成剪切。新图像把这一区域拆解到过去无法触及的尺度，使研究人员能判断涡旋出现在哪里、维持多久，以及是否与磁场方向一致。这些观测可用于区分不同的日冕加热和能量传输模型。
井上太阳望远镜的大口径和精密光学是取得分辨率的关键，但地面观测还要应对大气扰动。后续连续观测将比单张高精度图像更重要，因为能量传递取决于结构怎样随时间演化。新发现说明太阳表面仍藏着大量未解析过程，理解太阳耀斑、磁活动和恒星外层大气等宏观现象，可能必须先看清这些只有城市尺度的微小变化。未来更多观测会检验其普遍性。
原文：https://physicsworld.com/a/astronomers-capture-highest-resolution-image-ever-of-the-suns-surface/