Takiego zdjęcia Słońca nigdy jeszcze nie widzieliśmy. Te szczegóły są niesamowite

Teleskop Daniel K. Inouye, zarządzany przez National Solar Observatory (NSO), to najpotężniejsze tego typu urządzenie na Ziemi. Jego średnica wynosi 4 m, a zdolność rejestrowania detali przewyższa wszystko, co dotąd mieliśmy do dyspozycji. Teraz, po ponad dekadzie prac, do zestawu jego instrumentów dołączył prawdziwy klejnot – VTF, czyli największy na świecie spektropolarymetr obrazujący.

Urządzenie to zostało zaprojektowane i zbudowane przez Instytut Fizyki Słońca (KIS) we Freiburgu w Niemczech, a jego pierwsze światło – czyli moment, w którym po raz pierwszy uchwyciło obraz Słońca – właśnie miało miejsce. I choć to dopiero początek, zdjęcia, które już dziś dostarcza, budzą ogromne nadzieje.

Na początek szybko wyjaśnijmy, czym jest spektropolarymetr (słowo to może służyć do ćwiczeń dykcji). Spektropolarymetr to bardzo zaawansowane urządzenie naukowe, które łączy w sobie dwie potężne metody badania światła: spektroskopię i analizę polaryzacji. Sama nazwa „spektropolarymetr” pochodzi od tych dwóch pojęć – „spektro” odnosi się do rozdzielania światła na różne długości fal, czyli kolory, natomiast „polarymetr” to urządzenie badające, w jakim kierunku drgają fale świetlne, czyli jak światło jest spolaryzowane.

Na pierwszy rzut oka światło wydaje się proste – widzimy jego jasność i kolor. Ale światło niesie znacznie więcej informacji, niewidocznych gołym okiem. To, jak jest spolaryzowane, może nam powiedzieć, co działo się z nim po drodze: przez jakie środowisko przeszło, w jakich warunkach powstało i jak oddziaływało z materią.

Spektropolarymetr rejestruje te informacje bardzo precyzyjnie, analizując zarówno kolor światła, jak i jego polaryzację, i to dla każdej długości fali osobno. Dzięki temu uzyskujemy niesamowicie szczegółowy obraz tego, co dzieje się w miejscu, z którego pochodzi światło – w tym przypadku na powierzchni Słońca.

W praktyce oznacza to, że za pomocą spektropolarymetru naukowcy mogą „zobaczyć” niewidzialne – na przykład pola magnetyczne na Słońcu. To one są odpowiedzialne za wiele gwałtownych zjawisk, takich jak plamy słoneczne, rozbłyski czy koronalne wyrzuty masy.

Urządzenie to pozwala także zrozumieć, jak porusza się plazma słoneczna, jakie panują tam temperatury i jakie występują prędkości. Krótko mówiąc: spektropolarymetr jest jak detektyw, który rozkłada światło na czynniki pierwsze i zdradza nam sekrety ukryte w promieniach słonecznych.

Więcej na Spider's Web:

Nowo opublikowane zdjęcie przedstawia skupisko plam słonecznych – ciemniejszych obszarów na powierzchni Słońca, które są miejscem intensywnej aktywności magnetycznej. Z takich plam mogą rodzić się burze słoneczne czy koronalne wyrzuty masy, które z kolei mają wpływ na Ziemię – zakłócają sieci energetyczne, GPS, komunikację satelitarną.

VTF uchwycił obraz z rozdzielczością 10 km na piksel. To oznacza, że na jednym pikselu zdjęcia widać obszar o powierzchni całego miasta. I to kolejna niesamowita część tej historii. Wielkość Słońca dosłownie przytłacza. Dla porównania na zdjęcie niżej nałożono kontury Stanów Zjednoczonych.

W przeciwieństwie do tradycyjnych spektrografów, które rozszczepiają światło na tęczę kolorów, VTF używa tzw. etalonu Fabry’ego-Pérota – to para szklanych płytek, oddzielonych mikroskopijną przestrzenią mierzoną w nanometrach. Ta odległość może być precyzyjnie regulowana, co pozwala instrumentowi „przeskakiwać” pomiędzy długościami fal światła – tak, jakby robił serię zdjęć w różnych kolorach.

VTF robi setki zdjęć w zaledwie kilka sekund, używając do tego celu trzy perfekcyjnie zsynchronizowane kamery. Dzięki temu może zbudować trójwymiarowy obraz struktur na Słońcu i analizować ich właściwości. To coś, czego nie potrafi żaden inny instrument tego teleskopu.

Dlaczego to wszystko ma znaczenie? Bo Słońce daje nam nie tylko ciepło i światło. Jego aktywność wpływa na technologię, z której korzystamy każdego dnia.

Na naszej coraz bardziej technologicznej Ziemi nagłe burze słoneczne mogą powodować niszczycielskie szkody w infrastrukturze krytycznej. Takie zjawiska mogą wyłączyć satelity, zakłócić komunikację radiową, a nawet uszkodzić linie wysokiego napięcia.

Aby lepiej przewidywać takie wydarzenia – dokładnie tak, jak dziś przewidujemy pogodę – musimy rozumieć, co dzieje się na Słońcu z absolutną precyzją. I tu właśnie wkracza VTF.