Nauka  / News

Najdokładniejsze zdjęcie powierzchni Słońca w historii. To początek nowej ery badań naszej gwiazdy

Naukowcy opublikowali właśnie pierwsze zdjęcia wykonane za pomocą nowego teleskopu na Hawajach. Jest to jeden z trzech instrumentów, które w nadchodzącej dekadzie zrewolucjonizują naszą wiedzę o Słońcu.

Choć Słońce jest jedyną gwiazdą, którą mamy tuż pod nosem (średnia odległość Ziemi od Słońca to zaledwie 150 000 000 km), to wciąż nie wiemy o nim zbyt wiele. Do dzisiaj astronomowie, a właściwie heliofizycy, nie wiedzą, dlaczego zewnętrzna atmosfera Słońca jest dużo gorętsza od jego powierzchni, co napędza 11-letni cykl aktywności magnetycznej, czy też co odpowiada za emisję wysokoenergetycznych cząstek wiatru słonecznego, które wypełniają cały Układ Słoneczny.

Zdjęcie przedstawia szczegóły o rozmiarach rzędu 30 kilometrów. To najwyższej rozdzielczości zdjęcie powierzchni Słońca w historii. Każda z komórek plazmy widoczna na zdjęciu jest ponad dwa razy większa od Polski. W dolnym lewym rogu USA w skali. Źródło: NSO/NSF/AURA

Jednak teraz istnieje duża szansa, że to się zmieni. W sierpniu 2018 r. NASA wysłała w kierunku Słońca sondę Parker Solar Probe, która stopniowo będzie się zbliżała do gwiazdy, badając jej atmosferę. W momencie maksymalnego zbliżenia do celu swojej podróży Parker Solar Probe stanie się najszybszą sondą kiedykolwiek wysłaną przez człowieka, jednocześnie zbliżając się do powierzchni Słońca na odległość zaledwie 6 mln km.

Druga sonda, europejski Solar Orbiter (o jego starcie pisałem tutaj), rozpocznie swoją podróż do środka Układu Słonecznego już 7 lutego br. Choć ta sonda zbliży się do Słońca maksymalnie na 42 mln km, to i tak wykona jedne z najbardziej szczegółowych zdjęć jego powierzchni. Co więcej, Solar Orbiter jako pierwsza sonda w historii spojrzy bezpośrednio na bieguny Słońca, których póki co jeszcze nikt nie widział.

Dzisiaj natomiast naukowcy opublikowali pierwsze zdjęcia wykonane za pomocą Teleskopu Słonecznego im. Daniela K. Inouye (DKIST) zlokalizowanego na wyspie Maui na Hawajach. Są to jednocześnie jak dotąd najbardziej szczegółowe zdjęcia powierzchni Słońca. Sam teleskop został wyposażony w pięć różnych instrumentów naukowych, które umożliwiają wykonywanie zdjęć Słońca, ale także badanie natężenia i orientacji jego pola magnetycznego. Oznacza to, że być może zebrane za ich pomocą dane pozwolą zrozumieć, dlaczego zewnętrzna warstwa atmosfery Słońca jest o miliony stopni gorętsza od jego powierzchni.

Powyższa animacja składająca się ze zdjęć wykonanych na długości fali 705 nm na przestrzeni 10 minut, przedstawia szczegóły o rozmiarach min. 30 km. Na zdjęciu widać turbulentny, wrzący gaz pokrywający całą powierzchnię Słońca. Każda z widocznych tu komórek konwekcyjnych, rozmiarami dwukrotnie przewyższająca powierzchnię Polski, transportuje ciepło z wnętrza Słońca na jego powierzchnię w procesie konwekcji. Gorąca plazma unosi się w jasnym centrum każdej komórki, ochładza się, a następnie zapada w ciemnych szczelinach między komórkami. To właśnie w tych ciemnych szczelinach możemy dostrzec jasne markery pola magnetycznego. Uważa się, że te jasne punkty uwalniają energię do zewnętrznych warstw atmosfery Słońca. To właśnie one mogą odpowiadać za niewiarygodnie wysoką temperaturę korony słonecznej. Obszar na zdjęciu ma rozmiary 19 000 x 10 700 km. Średnica Słońca to 1 392 700 km.

W międzyczasie Parker Solar Probe, rozpędzając się do niemal 700 000 km/h, będzie w stanie wykonywać pomiary pierwotnej materii emitowanej z powierzchni Słońca, dzięki czemu dowiemy się, jak wygląda wiatr słoneczny i plazma tworząca tzw. koronę na samym początku swojej podróży przez Układ Słoneczny. Europejski Solar Orbiter natomiast będzie wykonywał zdjęcia Słońca z bliska (tego akurat Parker Solar Probe nie będzie robił). Dzięki tym zdjęciom heliofizycy będą w stanie obserwować powstawanie rozbłysków słonecznych i koronalnych wyrzutów masy, które regulują tak zwaną pogodę kosmiczną, która z kolei ma realny wpływ na systemy komunikacji oraz na sieci przesyłu prądu na Ziemi. Obecnie naukowcy są w stanie przewidywać zjawiska pogody kosmicznej z maksymalnie 12-godzinnym wyprzedzeniem. Jeżeli jednak dobrze przyjrzą się ewolucji pola magnetycznego i atmosfery słońca, mogą poznać mechanizmy prowadzące do powstawania tych erupcji, co z kolei przełożyłoby się na lepsze metody prognostyczne i wcześniejsze ostrzeżenia.

Można zatem powiedzieć, że DKIST, Parker Solar Probe oraz Solar Orbiter stanowią świt nowej ery badań najbliższej nam gwiazdy. W ciągu najbliższych dziesięciu lat nasza wiedza o Słońcu znacząco się poszerzy, a po drodze z pewnością czeka nas sporo zaskoczeń.

przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst