Agency

Na pierwszych zdjęciach wykonanych przez Solar Orbiter widać ogniska na Słońcu

16/07/2020 796 views 1 likes

Pierwsze zdjęcia wykonane przez Solar Orbiter, nową misję ESA i NASA mającą na celu obserwację Słońca, ukazały liczne niewielkie rozbłyski słoneczne zwane „ogniskami” w pobliżu powierzchni naszej najbliższej gwiazdy.

Zdaniem naukowców zaangażowanych w misję obserwowanie zjawisk, których dotychczas nie można było szczegółowo oglądać, wskazuje na ogromny potencjał misji Solar Orbiter. Misja ta właśnie zakończyła swoją początkową fazę weryfikacji technicznej.

To dopiero pierwsze zdjęcia i już widzimy ciekawe, nowe zjawiska ─ stwierdził Daniel Müller, naukowiec projektu Solar Orbiter z ramienia ESA. Nie spodziewaliśmy się tak znakomitych rezultatów już na samym początku misji. Możemy również zobaczyć, jak nasze dziesięć instrumentów naukowych uzupełnia się nawzajem, zapewniając całościowy obraz Słońca i otaczającego go środowiska ─ dodał Müller.

Wystrzelony 10 lutego 2020 roku Solar Orbiter ma na swoim pokładzie sześć instrumentów teledetekcji i teleskopów, które dokonują obserwacji Słońca i jego otoczenia. Misja dysponuje też czterema instrumentami in situ, które monitorują środowisko wokół statku kosmicznego. Porównując dane z obu zestawów instrumentów, naukowcy dowiedzą się więcej o generowaniu wiatru słonecznego, czyli płynącym ze Słońca strumieniu naładowanych cząstek, który wpływa na cały Układ Słoneczny.

Wartym szczególnej uwagi aspektem misji Solar Orbiter jest to, że żaden inny statek kosmiczny nie wykonał zdjęć powierzchni Słońca z bliższej odległości.

Na zdjęciach Słońca wykonanych z najbliższej dotąd odległości widać nowe zjawiska

First views of the Sun obtained with Solar Orbiter's EUI on 30 May 2020, revealing the omnipresent miniature eruptions dubbed 'campfires'.

Ogniska znajdujące się na zdjęciach z pierwszego zestawu zostały wykonane przez matrycę obrazowania w głębokim ultrafiolecie (EUI) podczas pierwszego peryhelium misji Solar Orbiter (miejsca na jego eliptycznej orbicie znajdującego się najbliżej Słońca). W tym czasie statek kosmiczny znajdował się zaledwie 77 milionów kilometrów od Słońca, czyli około połowy odległości między Ziemią a gwiazdą.

Ogniska są spokrewnione z rozbłyskami słonecznymi, które możemy obserwować z Ziemi, jednak są one wiele milionów, a nawet miliardów razy mniejsze – stwierdził David Berghmans z Królewskiego Obserwatorium Belgii (ROB), główny badacz instrumentu EUI wykonującego wysokiej rozdzielczości zdjęcia niższych warstw atmosfery Słońca zwanych koroną słoneczną. Na pierwszy rzut oka Słońce może wyglądać spokojnie, ale kiedy przyjrzymy się szczegółowo, możemy zobaczyć miniaturowe rozbłyski absolutnie wszędzie ─ dodał Berghmans.

Naukowcy nie wiedzą jeszcze, czy ogniska to wielkie rozbłyski w mniejszej skali, czy też stoją za z nimi inne mechanizmy. Istnieją już jednak teorie, że te miniaturowe rozbłyski mogą mieć związek z jednym z najbardziej tajemniczych zjawisk na Słońcu, jakim jest nagrzewanie korony.

Odkrywanie tajemnic Słońca

One of the newly found campfires in an image from Solar Orbiter's EUI. The circle in the lower left corner indicates the size of Earth for scale.

Te ogniska same w sobie są zupełnie nieistotne, ale biorąc pod uwagę ich działanie w skali całego Słońca, mogą stanowić dominujący wkład w podgrzewanie korony słonecznej ─ stwierdził Frédéric Auchère z Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS) we Francji, jeden z głównych badaczy EUI.

Korona słoneczna jest zewnętrzną warstwą atmosfery Słońca, która rozciąga się w przestrzeni kosmicznej na miliony kilometrów. Jej temperatura wynosi ponad milion stopni Celsjusza, czyli jest o rząd wielkości gorętsza niż powierzchnia Słońca, której temperatura wynosi „jedynie” 5500°C. Mimo wielu lat badań mechanizmy fizyczne powodujące nagrzewanie korony nie są jeszcze w pełni zrozumiałe, a ich zbadanie jest uznawane za „świętego Graala” heliofizyki.

Oczywiście jest o wiele za wcześnie na deklaracje, ale mamy nadzieję, że łącząc te obserwacje z pomiarami z innych instrumentów czułych na kontakt z wiatrem słonecznym, w końcu będziemy w stanie rozwiać niektóre z tajemnic – stwierdził Yannis Zouganelis, zastępca naukowca projektu Solar Orbiter w ESA.

Oglądanie odległej strony Słońca

Complementary views of the Sun and its outer atmosphere, or corona, based on the EUI, PHI, Metis and SoloHi instruments.

Matryca obrazowania polarymetrycznego i heliosejsmicznego (PHI) to kolejny nowatorski instrument na pokładzie misji Solar Orbiter. Wykonuje pomiary linii pola magnetycznego na powierzchni Słońca w wysokiej rozdzielczości. Jest przeznaczony do monitorowania aktywnych obszarów na Słońcu oraz tych o szczególnie silnym polu magnetycznym, które może wywoływać powstanie rozbłysków słonecznych.

Podczas rozbłysków słonecznych Słońce uwalnia cząstki energetyczne wzmacniające wiatr słoneczny, który gwiazda nieustannie emituje i wyrzuca w otaczającą je przestrzeń. Gdy cząsteczki te wchodzą w interakcje z ziemską magnetosferą, mogą powodować burze magnetyczne, które mogą zakłócić działanie sieci telekomunikacyjnych i energetycznych na Ziemi.

The Sun and its magnetic properties observed by the PHI instrument on Solar Orbiter.

Obecnie trwa 11-letni cykl słoneczny, w którym Słońce zachowuje się bardzo spokojnie ─ stwierdził Sami Solanki, Dyrektor Instytutu Badań Układu Słonecznego im. Maxa Plancka w Getyndze (Niemcy), główny badacz matrycy obrazowania polarymetrycznego i heliosejsmicznego (PHI). Ponieważ jednak Solar Orbiter jest nachylony pod innym kątem w stosunku do Słońca niż Ziemia, możemy dzięki niemu zobaczyć jeden aktywny region Słońca, którego nie można zaobserwować z Ziemi. Ponadto nigdy wcześniej nie byliśmy w stanie zmierzyć pola magnetycznego z tyłu Słońca ─ dodał Solanki.

Wyniki z magnetogramów pokazujących jak zmienia się siła słonecznego pola magnetycznego na powierzchni gwiazdy można następnie porównać z pomiarami z instrumentów in situ.

Instrument PHI mierzy pole magnetyczne na powierzchni Słońca. Dzięki EUI widzimy struktury w koronie słonecznej. Staramy się też badać linie pola magnetycznego wychodzące do ośrodka międzyplanetarnego, w którym znajduje się orbita słoneczna ─ stwierdził Jose Carlos del Toro Iniesta, jeden z głównych badaczy PHI, Instituto de Astrofísica de Andalucía, Hiszpania.

Chwytanie wiatru słonecznego

Combining remote-sensing observations from SPICE with in situ measurements from SWA.

Cztery instrumenty in situ na pokładzie misji Solar Orbiter zbadają następnie charakterystykę linii pola magnetycznego i wiatru słonecznego, gdy ten ostatni będzie miał kontakt ze statkiem kosmicznym.

Christopher Owen z University College London Mullard Space Science Laboratory i główny badacz analizatora plazmy wiatru słonecznego in situ dodaje, że korzystając z tych informacji, możemy oszacować, gdzie na Słońcu wyemitowana została dana partia wiatru słonecznego, a następnie użyć pełnego zestawu instrumentów misji do określenia i zrozumienia zachodzących w różnych regionach Słońca procesów fizycznych prowadzących do powstawania wiatru słonecznego.

Wszyscy jesteśmy bardzo podekscytowani pierwszymi zdjęciami, ale to dopiero początek ─ dodał Müller. Solar Orbiter rozpoczął wielką wyprawę po wewnętrznej części Układu Słonecznego i zbliży się do Słońca znacznie bardziej w ciągu niespełna dwóch lat. Docelowo zbliży się na odległość niemal 42 milionów kilometrów, co stanowi prawie jedną czwartą odległości dzielącą Słońce i Ziemię ─ stwierdził Müller.

Pierwsze dane już teraz pokazują imponujące efekty udanej współpracy między agencjami kosmicznymi oraz potencjał różnorodnych zdjęć w rozwikłaniu niektórych tajemnic Słońca ─ skomentował Holly Gilbert, Dyrektor Działu Heliofizyki w Goddard Space Flight Center NASA oraz naukowiec projektu NASA Solar Orbiter.

Solar Orbiter to misja kosmiczna będąca efektem międzynarodowej współpracy ESA i NASA. Dziewiętnaście państw członkowskich ESA (Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Niemcy, Grecja, Włochy, Irlandia, Luksemburg, Holandia, Norwegia, Polska, Portugalia Hiszpania, Szwecja, Szwajcaria i Zjednoczone Królestwo) wraz z NASA przyczyniło się do ładunku naukowego i /lub budowy statku kosmicznego. Satelita został skonstruowany przez głównego wykonawcę Airbus Defence and Space w Wielkiej Brytanii.

Pod tym linkiem znajdują się pierwsze zdjęcia wykonane przez misję Solar Orbiter oraz dodatkowe informacje: https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Solar_Orbiter/Solar_Orbiter_s_first_views_of_the_Sun_image_gallery