W marcu sonda Solar Orbiter zachwyciła nas najlepszymi dotychczas zdjęciami Słońca z rekordowo bliskiej odległości. Czym zaskoczyła nas teraz? Europejska Agencja Kosmiczna właśnie opublikowała nagranie z pierwszego przelotu sondy z odległości zaledwie czterdziestu ośmiu milionów kilometrów, z punktu zwanego peryhelium, gdzie temperatura jej tarczy ochronnej wynosiła aż pięćset stopni Celsjusza. Podczas przelotu sonda uchwyciła zjawisko nazwane pieszczotliwie “słonecznym jeżem”, czyli zobrazowany w ultrafiolecie obszar o średnicy dwudziestu pięciu tysięcy kilometrów, na którym wyraźnie widać wystrzeliwane we wszystkich kierunkach “kolce” rozgrzanych gazów.
Zachwyceni badacze są przekonani, że dane dostarczone przez Solar Orbitera już teraz wystarczyłyby na wiele lat analiz, a to dopiero pierwsze z piętnastu bliskich zbliżeń sondy do Słońca. Według planu misji, do 2030 roku nastąpić ma jeszcze bliższy przelot – tym razem w odległości czterdziestu milionów kilometrów od Naszej Gwiazdy. Na nagraniu opublikowanym przez ESA przedstawiającym “słonecznego jeża” umieszczono dla porównania okrąg wielkości Ziemi. Dzięki niemu możemy zobaczyć jak ogromne są kłęby wyrzucanych w przestrzeń gazów i łuki pól magnetycznych. Patrząc na tę skalę człowiek przestaje się dziwić, że Słońce jest w stanie podtrzymywać reakcje termojądrowe przez miliardy lat. Zdecydowanie ma odpowiednio duży zbiornik potrzebnego paliwa.
Cele misji
Głównym celem misji Solar Orbitera, oprócz wykonania tych niezwykłych zdjęć i nagrań, jest zbadanie powiązania pomiędzy zjawiskami występującymi na Słońcu i całą heliosferą, czyli rozległym obszarem oddziaływania gwiazdy. Wszędzie tam, gdzie docierają wyrzucane przez gwiazdę naładowane cząstki tworzące wiatr słoneczny. Ruch tych cząstek i pola magnetyczne, które na niego wpływają, nazywany kosmiczną pogodą. Do osiągnięcia tego celu konieczne są oczywiście odpowiednie narzędzia. Solar Orbiter wyposażony jest w dziesięć zaawansowanych urządzeń, z których dziewięcioma operują rozsiani po Europie członkowie Europejskiej Agencji Kosmicznej, jednym zaś NASA. Dzięki nim po raz pierwszy naukowcy mogą badać jak to, co dzieje się na powierzchni Słońca przekłada się na warunki panujące wokół sondy i jak wpływa na nią samą, oddaloną o miliony kilometrów, dryfującą w strumieniu wiatru słonecznego. Oczywiście, im bliżej gwiazdy się znajduje, tym więcej szczegółów może dostrzec, jak na przykład nakierowany prosto w stronę Ziemi koronalny wyrzut masy, który może stanowić poważne zagrożenie dla ziemskiej sieci informacyjnej a nawet astronautów przebywających akurat w przestrzeni kosmicznej. To wielki krok dla rozwoju prognozowania kosmicznej pogody, która do tej pory pozostawała dla nas niebezpieczną zagadką. Przykładem takiego prognozowania i ostrzegania o zjawiskach na Słońcu było przekazanie w mediach społecznościowych informacji o takim wyrzucie masy przez zespół Solar Orbitera. Dziesiątego marca sonda wysłała dane z analizatora pola magnetycznego, na Ziemię. Po przeanalizowaniu danych zespół określił, kiedy podmuch plazmy niewątpliwie dotrze do nas i tak 18 później obserwatorzy z koła podbiegunowego mogli zobaczyć zorzę polarną, która pojawiła się dokładnie w wyznaczonym czasie.
Patronite
Zostań Patronem Astrofazy! Pomóż rozwijać projekt i zyskaj dostęp do bonusowych treści!Na pięć dni przed dotarciem do peryhelium, z którego sonda wykonała między innymi nagranie “słonecznego jeża”, nastąpił wybuch wysokoenergetycznych cząstek wykryty przez urządzenie EPD (Energetic Particle Detector). Te o największej energii pierwsze dotarły do sondy, a zaraz za nimi podążały te o niższym poziomie energetycznym. Według eksperta Javier’a Rodriguez’a-Pacheco z hiszpańskiego uniwersytetu w Alcali, cząstki te nie mogły powstać blisko sondy, to znaczy w warstwie koronalnej. Musiały więc zostać wyemitowane przez warstwę bliższą powierzchni Słońca. Tego samego dnia urządzenie monitorujące aktywność fal radiowych i plazmy (RPW) wykryło charakterystyczny podmuch fal radiowych wytwarzanych, kiedy naładowane cząstki, głównie elektrony, wirują wraz z prądami pola magnetycznego Słońca. Kolejne dwa aparaty monitorujące te zjawiska; Extreme Ultraviolet Imager (EUI) i tak zwany STIX, czyli spektrometr promieniowania X, zarejestrowały potencjalną przyczynę tego niecodziennego wyrzutu cząstek. Dokładna analiza połączonych wyników badań z tych urządzeń to kolejny cel członków misji. Na podstawie składu cząstek badacze sugerują, że najprawdopodobniej zostały przyśpieszone raczej stopniowo przez koronalny wstrząs, niż w wyniku nagłego rozbłysku. Możliwe też, że takich miejsc zdolnych do przyśpieszania cząsteczek jest więcej, czego dowodzą zdjęcia rentgenowskie wykonane przez STIX.
Co ciekawe, znajdujące się na pokładzie sondy urządzenie monitorujące pole magnetyczne (MAG) nie wykryło w tym czasie nic związanego z tym, co wydarzyło się wtedy na Słońcu. Według badaczy nie jest to jednak nic dziwnego. Początkowo koronalny wyrzut masy niesie ze sobą silne pole magnetyczne, łatwo wykrywalne dla MAG, ale pozostałe wysokoenergetyczne cząstki lecą o wiele szybciej, wypełniając jednocześnie dużo przestrzeni, dzięki czemu Solar Orbiter może je wykryć. Jeśli jednak taki wyrzut masy nie będzie skierowany bezpośrednio w kierunku sondy, urządzenie MAG nie zarejestruje jego oddziaływania magnetycznego, jak twierdzi kierownik projektu, Tim Horbury z Imperial College w Wielkiej Brytanii.
Pole magnetyczne Słońca
Co do samego pola magnetycznego, wszystko zaczyna się w fotosferze, czyli widzialnej powierzchni Słońca. To tam następują wyrzuty wytwarzane początkowo w jądrze gwiazdy. By sprawdzić jak to dokładnie wygląda, Solar Orbiter używa urządzenia wykonującego analizę polarymetryczną i heliosejsmiczną, w skrócie PHI. Dzięki niemu można zobaczyć północny i południowy biegun magnetyczny na fotosferze, a także miejsca na powierzchni Słońca rozrywane od wewnątrz przez fale sejsmiczne. Ostatnio opowiadaliśmy Wam o jeszcze jednym urządzeniu, które bada skład korony słonecznej, czyli o tak zwanym SPICE. Tworzone w ten sposób mapy pierwiastków są potem porównywane ze składem wiatru słonecznego, który z kolei analizuje Solar Wind Analyser (SWA). Według Frederic’a Auchere’a z Instytutu astrofizyki we Francji, dzięki tym analizom będzie można śledzić zmiany w składzie wiatru słonecznego i określić mechanizmy odpowiedzialne za jego przyspieszenie. To kolejny przełomowy krok w dążeniu do poszerzenia bazy wiedzy o aktywności Słońca, rządzącego całym naszym układem. W końcu będzie można w czasie rzeczywistym prognozować warunki kosmicznej pogody. Pędzące z prędkością światła dane z Solar Orbitera są na bieżąco dostarczane na Ziemię i gotowe do analizy, dzięki czemu być może będzie można uniknąć dewastujących konsekwencji koronalnych wyrzutów masy skierowanych w stronę naszej planety lub statków załogowych. Pomagać będą w tym sondy STEREO, ktore obserwują boki naszej gwiazdy, a więc już za wczasu będą mogły powiadomić nas o przesuwającym się po tarczy Słońca ognisku zapalnym, z którego taki wyrzut koronalny może wylecieć kiedy będzie skierowany prosto w naszą planetę.
Już teraz badacze analizujący dane z sondy Solar Orbiter mają pełne ręce roboty, a to dopiero początek misji. W 2026 roku sonda wejdzie w pole grawitacyjne Wenus po raz piąty, co znacząco zmieni nachylenie orbity Solar Orbitera i tym samym rozpocznie się kolejny etap misji. Sonda po raz pierwszy będzie mogła obserwować bieguny Słońca i ich skomplikowaną sieć magnetyczną z tak bliskiej odległości, co z pewnością przyczyni się do rozwiązania zagadki jedenastoletniego cyklu aktywności słonecznej.
