Polski GLOWS złapał rozbłysk Słońca. Wnioski są mocne
Jedna z silniejszych eksplozji słonecznych ostatnich lat uderzyła w okolice Ziemi, wywołując zorze nad Polską i gwałtowny skok poziomu wysokoenergetycznych cząstek. Gdy większość czułych przyrządów sondy IMAP się schowała, polski instrument GLOWS pozostał otwarty na kosmiczną nawałnicę i zarejestrował jej efekty.
18 stycznia na Słońcu doszło do długotrwałego rozbłysku klasy X1.95. Oznaczenie X w tej skali rezerwuje się dla najsilniejszych zjawisk, które potrafią znacząco zmienić warunki w całej przestrzeni wokół Ziemi. W tym przypadku eksplozji towarzyszył potężny wyrzut materii koronalnej, czyli wystrzelenie w przestrzeń obłoku plazmy z zewnętrznych warstw Słońca.
To właśnie taki wyrzut, określany skrótem CME, po kilkunastu godzinach dotarł do okolic naszej planety. W jego składzie znalazły się chmury naładowanych cząstek, przede wszystkim elektronów i protonów o energiach dużo wyższych niż w typowej pogodzie kosmicznej. Zderzenie tego strumienia z ziemskim polem magnetycznym wywołało silne zorze, widoczne także nad Polską, ale to tylko część historii.
Jak podkreśla prof. Maciej Bzowski z Centrum Badań Kosmicznych PAN w rozmowie z portalem Nauka w Polsce, poziom cząstek energetycznych był w tym epizodzie o wiele rzędów wielkości wyższy niż zwykle. Innymi słowy, sonda IMAP znalazła się w środku wyjątkowo intensywnej burzy radiacyjnej, która dla elektroniki w kosmosie bywa po prostu śmiertelnym zagrożeniem.
IMAP i polski GLOWS. Sonda w oku burzy
IMAP to międzynarodowa misja badająca heliosferę, którą można porównać do wielkiego bąbla plazmy i pola magnetycznego, tworzonego przez wiatr słoneczny wokół całego Układu Słonecznego. Sonda została wyniesiona dokładnie 24 września 2025 r. i obecnie pracuje w punkcie Lagrange’a L1, około 1,5 mln km od Ziemi w kierunku Słońca. Ten punkt to miejsce równowagi grawitacyjnej, gdzie statek kosmiczny może wisieć względem Ziemi i Słońca, co idealnie nadaje się do monitorowania tego, co wysyła do nas nasza gwiazda.
Na pokładzie IMAP umieszczono aż 10 instrumentów naukowych. Większość z nich zaprojektowano specjalnie po to, by mierzyć cząstki wysokoenergetyczne, pola magnetyczne i szczegóły wiatru słonecznego. Gdy jednak burza po rozbłysku z 18 stycznia dotarła do L1, niemal wszystkie te urządzenia zostały przełączone w tzw. tryb bezpieczny, aby nie uszkodziło ich bombardowanie energetycznymi cząstkami.
Wyjątkiem okazał się GLOWS (GLObal solar Wind Structure), czyli polski fotometr ultrafioletowy zbudowany w Centrum Badań Kosmicznych PAN. Ma on obserwować delikatną poświatę w dalekim ultrafiolecie, dokładnie w linii Lyman-alfa o długości fali 121,5 nanometra. Ta linia powstaje, gdy atomy wodoru wzbudzają się i opadają do niższego stanu energetycznego, a jej rozkład na niebie zdradza globalną strukturę wiatru słonecznego. GLOWS został więc zaprojektowany jako precyzyjne oko do mierzenia fotonów ultrafioletowych, a nie jako licznik cząstek. Tym bardziej zaskakujące było to, co wydarzyło się po ostatnim rozbłysku.
Od 2 tys. do 6 tys. zliczeń na sekundę
Oficjalna faza regularnych pomiarów naukowych GLOWS ma ruszyć dokładnie 1 lutego. Zanim to jednak nastąpi, zespół w Warszawie testował przez ostatnie tygodnie działanie instrumentu i jego czułość na typowe warunki w punkcie L1.
W trybie spokojnym GLOWS rejestruje około 2 tys. zliczeń na sekundę, pochodzących głównie z fotonów ultrafioletowych. Zaledwie kilka dni przed rozbłyskiem zespół skonfigurował elektronikę tak, aby instrument był w stanie obsłużyć kilkukrotnie wyższe szybkości zliczeń, na wypadek, gdyby sygnał okazał się silniejszy niż przewidywano.
Ten zapobiegliwy krok okazał się istotny w całej tej historii. Po dotarciu chmury cząstek z rozbłysku do L1 liczba zliczeń zaczęła rosnąć, aż osiągnęła około 6 tys. na sekundę. Jak przyznaje prof. Bzowski, gdyby nie wcześniejsza zmiana konfiguracji, GLOWS zwyczajnie by się zatkał – elektronika nie nadążyłaby z obsługą takiej lawiny sygnałów.
To, co z punktu widzenia operatorów wyglądało jak nagły, stromy skok wykresu w czasie, było w rzeczywistości podpisem potężnej burzy cząstek. Instrument, który z założenia miał ignorować tło cząstek energetycznych, nagle zaczął rejestrować je w ogromnej liczbie. Najprawdopodobniej były to elektrony i protony przyspieszone przez ten sam rozbłysk, który wywołał zorze nad Polską. Szczegółowa analiza dopiero przed naukowcami.
GLOWS to nowe oko pogody kosmicznej
Paradoksalnie, to że pozornie nieodpowiedni instrument zobaczył efekty rozbłysku, jest dla zespołu IMAP ogromną szansą. Gdy przyrządy zaprojektowane do monitorowania pogody kosmicznej się wyłączyły, żeby przetrwać burzę, GLOWS nadal patrzył na Słońce i jego otoczenie. Stał się jedynym czujnikiem na sondzie, który zarejestrował przebieg tego konkretnego epizodu w tak wysokiej rozdzielczości czasowej.
Teraz naukowcy chcą wykorzystać tę sytuację, aby lepiej zrozumieć, jak bardzo GLOWS jest wrażliwy na strumienie cząstek i w jaki sposób takie sygnały mieszają się z tym, co naprawdę ma mierzyć, czyli z fotonami linii Lyman-alfa. Instrument został już skonfigurowany tak, by poradził sobie nawet z dziesięciokrotnie silniejszymi sygnałami niż ten styczniowy.
Oznacza to, że IMAP zyskał dodatkowe narzędzie do badania ekstremalnych zjawisk, które pierwotnie nie było w planach. Wychodzi na to, że polska aparatura jest nie tylko precyzyjna, ale też wyjątkowo odporna na kosmiczne przeciążenia.
Co dalej z polskim instrumentem na IMAP?
Rozbłysk z 18 stycznia pokazał, że GLOWS może odegrać ważną rolę nie tylko w spokojnym mapowaniu struktury wiatru słonecznego, ale też w dokumentowaniu gwałtownych epizodów aktywności naszej gwiazdy.
W najbliższych miesiącach zespół z CBK PAN będzie dokładnie analizował dane z burzy, kalibrował czułość instrumentu i szukał sposobów, by oddzielić w sygnale wkład fotonów ultrafioletowych od wkładu cząstek energetycznych. To żmudna praca, ale jej efekt może być podwójnie cenny: IMAP otrzyma dodatkowy sensor ekstremalnych zjawisk, a polscy naukowcy zyskają unikalne dane o tym, jak wygląda ostrzał wysokimi energiami w okolicy Ziemi podczas dużych rozbłysków.
Przeczytaj także:
Jeśli kolejne burze słoneczne trafią w IMAP z podobną siłą, GLOWS jest już na nie przygotowany. A każdy taki epizod będzie kolejnym testem dla polskiej konstrukcji i następną porcją informacji o tym, jak Słońce potrafi zmieniać warunki w całym Układzie Słonecznym – od zorzy nad Polską po czułą elektronikę w kosmosie.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
