Na początku lutego astronomowie zaobserwowali na Słońcu potężny wir plazmy, który zniknął równie szybko jak się pojawił, pozostawiając badaczy w niemałym szoku. Czy mają już jakieś wytłumaczenie tego niezwykłego zjawiska?

Od dwa tysiące pierwszego roku NASA prowadzi projekt o nazwie Living with a Star, którego celem jest zbadanie wpływu aktywności Słońca na życie na Ziemi, w tym na zakłócenia systemów radiowych i zmiany klimatyczne. W ramach projektu LWS w kierunku naszej gwiazdy wysłano już pięć sond. Najstarsza z nich – Solar Dynamics Observatory – od dwa tysiące dziesiątego roku bada dynamikę aktywności słonecznej. Mimo, że podstawowy czas jej misji już dawno minął, to teraz udało jej się zaobserwować coś, co bardzo zainteresowało astronomów. W dniach drugiego i trzeciego lutego w okolicach północnego bieguna Słońca oderwany strumień plazmy utworzył rozległy wir, który przez osiem godzin tańczył nad powierzchnią gwiazdy, po czym zniknął.

 

Ten wir to tak zwana protuberancja, czyli jasna formacja widoczna najczęściej ponad granicą tarczy słonecznej składająca się z gęstej plazmy koronalnej.

Tego typu struktury same w sobie nie są niespotykane, jednak ta wydała się badaczom bardzo nietypowa. Określili ją jako swego rodzaju wir polarny, można je obserwować również na Ziemi, Wenus, Marsie, Jowiszu, Saturnie a nawet księżycu Saturna, Tytanie. Oczywiście tylko Słońce może pochwalić się wirami polarnymi składającymi się z plazmy rozgrzanej do kilkudziesięciu tysięcy stopni celsjusza. Fizyk Scott McIntosh wyjaśnia, że do erupcji takich długich włókien plazmy dochodzi zwykle w okolicach pięćdziesiątego piątego stopnia szerokości geograficznej Słońca, a tam właśnie zauważono nietypową protuberancję. Nie zmienia to jednak faktu, że badacz nigdy wcześniej nie widział takiego zachowania plazmy. Okrążający biegun z prędkością tysięcy kilometrów na minutę strumień plazmy po raz pierwszy pokazała światu doktor Tamitha Skov, znana także jako kosmiczna pogodynka. Badaczka od lat obserwuje zachowanie Słońca i publikuje informacje na temat kosmicznej pogody. Na swoim Twitterze opublikowała nagranie z Solar Dynamics Observatory.

 

Na ten moment jedynym potencjalnym wyjaśnieniem tego niecodziennego zjawiska na Słońcu jest jego wzmożona aktywność związana ze zbliżającym się końcem cyklu słonecznego. Mogą one trwać od ośmiu do czternastu lat a ich średnią długość określa się jako jedenaście lat. Obecnie trwa dwudziesty piąty cykl słoneczny, który rozpoczął się w grudniu dwa tysiące dziewiętnastego roku i według szacunków astronomów ma osiągnąć maksimum w dwa tysiące dwudziestym piątym roku. Powstałe w wyniku wzmożonej aktywności słonecznej koronalne wyrzuty masy mogą doprowadzić do poważnego uszkodzenia satelitów i awarii sieci energetycznych. Plusem jest jednak to, że prawdopodobnie będziemy mieli wtedy okazję podziwiać zorzę polarną na znacznie niższych niż zwykle szerokościach geograficznych.

Według astronomów NASA, z każdym kolejnym cyklem pole magnetyczne Słońca słabnie aż spada do zera, po czym znów rośnie, z tym, że jego bieguny są dosłownie obrócone do góry nogami.

To regularnie powtarzające się zjawisko przeszywa Układ Słoneczny aż do granic heliosfery i szczególnie dotyka planety nieposiadające magnetosfery, takie jak Wenus, która na skutek koronalnego wyrzutu masy w dwa tysiące szóstym roku została odarta z dużej ilości tlenu w atmosferze. Co ciekawe, bieguny magnetyczne Ziemi także ulegają takim zmianom, jednak zdecydowanie rzadziej, bo średnio co trzysta tysięcy lat. Jak podaje NASA, ostatnie takie odwrócenie się biegunów magnetycznych miało miejsce siedemset osiemdziesiąt tysięcy lat temu.

Badacze wciąż potrzebują więcej danych z obserwacji, aby ostatecznie ustalić, co stało za tym niewyjaśnionym dotąd zjawiskiem. Potrzebnych informacji może dostarczyć Solar Orbiter, wystrzelona dwa lata temu najnowsza sonda należąca do programu Living with a Star. Jest to jak na razie najbardziej zaawansowane kosmiczne laboratorium, które wysłano w kierunku Słońca niż jakiekolwiek inny statek badawczy. Jego celem jest odpowiedź na nurtujące naukowców pytania: jak dokładnie wygląda cykl aktywności słonecznej? Co sprawia, że korona słońca jest gorętsza od jego wewnętrznych warstw? Jak generowany jest wiatr słoneczny i co go napędza a także jak te wszystkie procesy wpływają na naszą planetę. Z każdym przelotem w pobliżu Wenus, Solar Orbiter zmienia kąt nachylenia w stosunku do Słońca, by w końcu uzyskać pełen obraz korony słonecznej. Sonda zbliży się do gwiazdy na odległość równą jednej trzeciej jednostki astronomicznej, czyli pięćdziesięciu milionów kilometrów.

 

Pod tym względem zdecydowanie góruje nad nią Parker Solar Probe – sonda, która również należy do programu LWS i od dwa tysiące osiemnastego roku zbliża się do Słońca na rekordowe odległości. Do tej pory najbliższy przelot miał miejsce mniej niż osiem milionów kilometrów od naszej gwiazdy a już za dwa lata, czyli w czasie przewidywanego maksimum aktywności słonecznej statek obejrzy Słońce z odległości niewiele większej niż sześć milionów kilometrów. W ciągu dotychczasowych bliskich przelotów sondzie udało się zgromadzić ogrom danych na temat natężenia promieniowania, jonizacji cząstek i specyfiki pola magnetycznego. Jak na razie pomimo niewyobrażalnie wysokich temperatur Parker Solar Probe radzi sobie bez problemów. Zdaje się, że przelot przez najgorętszą warstwę Słońca nie stanowi dla niej większego wyzwania.

Równie niezwykłe obrazy naszej gwiazdy macierzystej dostarcza satelita NuStar, od Nuclear Spectroscopic Telescope Array, wyposażony w kosmiczny teleskop przeznaczony do obserwacji wysokoenergetycznego promieniowania X i spektroskopii promieniowania gamma. Według inżynierów NASA, to właśnie NuStar ma wykonać najdokładniejsze w tym zakresie badania. Aby odpowiedzieć na pytanie o aktywność Słońca trzeba przecież spojrzeć na nie z wielu perspektyw – w tym przypadku – z wielu długości fal. Zebranie danych z wielu sond, porównanie ich i powiązanie wewnętrznych procesów zachodzących w jądrze gwiazdy do zewnętrznych zjawisk takich jak właśnie strumienie wystrzeliwanej plazmy mogą pomóc nam w końcu zrozumieć, jak działa ta ogromna bomba jądrowa, która pozwoliła na powstanie życia na Ziemi.