Najdokładniejsze zdjęcia Słońca. Takich jeszcze nie było
Wspólna misja Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) i NASA, rozpoczęta w lutym 2020 roku, pozwala naukowcom zajrzeć głębiej w tajemnice dynamicznych procesów zachodzących na Słońcu.
Dzięki zdjęciom wykonanym w marcu 2023 roku i opublikowanym niedawno możemy podziwiać szczegóły plazmy oraz pola magnetycznego Słońca w rozdzielczości, jakiej wcześniej nie osiągnięto.
Rekordowa rozdzielczość zdjęć Słońca
22 marca 2023 roku Solar Orbiter uchwycił obrazy z odległości 74 milionów kilometrów (46 milionów mil). Zdjęcia te zostały wykonane za pomocą dwóch zaawansowanych instrumentów: Extreme Ultraviolet Imager (EUI), obserwującego koronę słoneczną, oraz Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI), który mapuje fotosferę.
Zróżnicowanie instrumentów było konieczne, bowiem korona słoneczna, będąca zewnętrzną atmosferą Słońca, osiąga temperatury nawet 1,8 miliona stopni Fahrenheita (1 milion stopni Celsjusza), co znacząco przewyższa temperaturę fotosfery wynoszącą 4 500–6 000°C.
Plamy słoneczne i mapa magnetyczna Słońca
Jednym z najważniejszych odkryć były szczegółowe obrazy plam słonecznych, które przypominają ciemne dziury na powierzchni Słońca. Te struktury, wielkości Ziemi lub większe, powstają w miejscach, gdzie pole magnetyczne Słońca przebija się przez jego powierzchnię. Zimniejsze niż otoczenie, emitują mniej światła, co sprawia, że są dobrze widoczne na obrazach wykonanych przez PHI.
Instrument PHI stworzył również magnetogramy, czyli mapy pola magnetycznego Słońca, wskazujące na silne koncentracje tego pola wokół plam słonecznych. W tych regionach proces konwekcji, transportujący ciepło z wnętrza Słońca na jego powierzchnię, jest zakłócony. Naładowane cząstki podążają za liniami pola magnetycznego, tworząc fascynujące, ale złożone wzory.
Dynamika plazmy i rotacja Słońca
Dzięki tachogramom mapującym prędkość i kierunek ruchu materiału na powierzchni Słońca, naukowcy zaobserwowali zróżnicowany ruch plazmy. Niebieskie obszary wskazują ruch w kierunku Solar Orbiter, podczas gdy czerwone oznaczają ruch oddalający się od sondy. Zwykły obrót Słońca w połączeniu z lokalnymi zawirowaniami pola magnetycznego prowadzi do zjawisk takich jak wypychanie plazmy wokół plam słonecznych.
Unikalne możliwości Solar Orbiter
Każde zdjęcie dostarczone przez sondę to mozaika 25 pojedynczych obrazów, co pozwala uchwycić pełną tarczę Słońca w niespotykanej szczegółowości.
Daniel Müller, naukowiec ESA, podkreśla znaczenie tych obserwacji: „Pole magnetyczne Słońca jest kluczem do zrozumienia jego dynamicznej natury od najmniejszej do największej skali. Obrazy z Solar Orbiter pozwalają nam zobaczyć przepływy i zawirowania pola magnetycznego w najdrobniejszych szczegółach”.
Maksimum słoneczne i jego konsekwencje
W październiku 2023 roku naukowcy z NOAA, NASA i Solar Cycle Prediction Panel ogłosili, że Słońce osiągnęło maksimum aktywności w swoim 11-letnim cyklu słonecznym. W szczycie cyklu bieguny magnetyczne Słońca odwracają się, co prowadzi do intensyfikacji aktywności słonecznej, w tym wzrostu liczby plam słonecznych i rozbłysków.
Elsayed Talaat z NOAA zaznaczył, że „choć Słońce osiągnęło maksimum słoneczne, miesiąc szczytowy aktywności zostanie określony dopiero po latach”.
Wpływ na Ziemię i życie na naszej planecie
Aktywność słoneczna ma bezpośredni wpływ na Ziemię, tworząc tzw. pogodę kosmiczną. Rozbłyski słoneczne i koronalne wyrzuty masy, czyli ogromne chmury zjonizowanego gazu, mogą powodować zakłócenia w systemach GPS, sieciach energetycznych, lotnictwie i łączności radiowej.
Jednocześnie są odpowiedzialne za powstawanie widowiskowych zjawisk, takich jak zorza polarna i południowa. Kiedy cząstki z wyrzutów masy docierają do ziemskiego pola magnetycznego, wchodzą w interakcje z gazami atmosferycznymi, tworząc kolorowe światła na niebie.
Parker Solar Probe. Zbliżenie do Słońca
Kolejnym krokiem w eksploracji Słońca będzie przelot sondy Parker Solar Probe w grudniu 2024 roku. Sonda zbliży się do Słońca na odległość zaledwie 6,2 miliona kilometrów (3,86 miliona mil), co uczyni ją najbliższym obserwatorem naszej gwiazdy w historii. Mark Miesch z NOAA podkreśla wagę tej misji: „Aby zrozumieć interakcje między dużymi i małymi zjawiskami na Słońcu, musimy widzieć je w całości”.
Podsumowanie
Obrazy dostarczone przez Solar Orbiter to nie tylko przełom technologiczny, ale także klucz do lepszego zrozumienia procesów zachodzących na Słońcu. Dzięki nim naukowcy mogą odpowiedzieć na pytania dotyczące korony słonecznej, pola magnetycznego czy dynamiki plazmy, co może przyczynić się do ochrony infrastruktury na Ziemi przed skutkami pogody kosmicznej.
W połączeniu z danymi z Parker Solar Probe ludzkość zbliża się do odkrycia kolejnych tajemnic naszej gwiazdy.