Potężne erupcje, zapierające dech w piersiach widoki na bieguny słoneczne i dziwny słoneczny „jeż” są przykładami niesamowitych zdjęć, filmów i zbiorów danych zebranych przez sondę Solar Orbiter podczas pierwszego zbliżenia do Słońca. Chociaż analiza tych obserwacji dopiero się rozpoczęła, już teraz jest jasne, że misja Solar Orbiter kierowana przez ESA zapewnia najbardziej wnikliwy wgląd w zachowanie magnetyczne Słońca i sposób, w jaki kształtuje ono pogodę kosmiczną.
Niedawne zbliżenie sondy Solar Orbiter do Słońca, czyli przelot przez peryhelium, miało miejsce 26 marca 2022 roku. Sonda znajdowała się w tym czasie wewnątrz orbity Merkurego, w około jednej trzeciej odległości Ziemi od Słońca. Podczas przelotu, osłona termiczna Solar Orbiter rozgrzała się do około 500°C, jednak innowacyjne rozwiązania technologiczne pozwoliły na efektywne oddanie tego ciepła, zapewniając bezpieczeństwo misji.
Słońce widziane przez sondę Solar Orbiter podczas przelotu przez peryhelium. Źródło: Źródło: ESA & NASA/Solar Orbiter/EUI Team.
Solar Orbiter jest wyposażony w dziesięć instrumentów naukowych. Dziewięć z nich dotyczy projektów badawczych prowadzonych przez państwa członkowskie ESA, a jeden, przez NASA. Wszystkie ściśle ze sobą współpracują, aby zapewnić bezprecedensowy wgląd w to, jak „działa” nasza lokalna gwiazda. Niektóre są instrumentami teledetekcyjnymi, które patrzą na Słońce, podczas gdy inne są instrumentami in situ, które monitorują warunki wokół statku kosmicznego.
Obraz bieguna południowego Słońca wykonany przez Solar Orbiter w najwyższej rozdzielczości. Źródło: Źródło: ESA & NASA/Solar Orbiter/EUI Team.
Im bliżej Słońca znajduje się statek kosmiczny, tym więcej szczegółów może dostrzec instrument teledetekcji. Szczęśliwym zrządzeniem losu, sonda zarejestrowała również kilka rozbłysków słonecznych, a nawet skierowany w stronę Ziemi koronalny wyrzut masy, dając przedsmak prognozowania pogody kosmicznej w czasie rzeczywistym, co staje się coraz ważniejsze ze względu na zagrożenie, jakie pogoda kosmiczna stanowi dla technologii i astronautów.
Instrument Extreme Ultraviolet Imager (EUI) wykonuje wysokiej rozdzielczości zdjęcia dolnych warstw atmosfery Słońca, zwanych koroną słoneczną. To właśnie w tym regionie zachodzi większość aktywności słonecznej, która wpływa na pogodę kosmiczną. Zadaniem zespołu EUI jest zrozumienie tego, co widzą. Nie jest to łatwe zadanie, ponieważ Solar Orbiter ujawnia bardzo wiele aktywności na Słońcu w małej skali. Po zauważeniu jakiejś cechy lub zdarzenia, którego nie potrafią od razu rozpoznać, badacze muszą przekopać się przez obserwacje Słońca prowadzone w przeszłości przez inne misje kosmiczne, aby sprawdzić, czy coś podobnego zostało już wcześniej zaobserwowane.
Słoneczny Jeż zaobserwowany przez sondę Solar Orbiter. Źródło: ESA & NASA/Solar Orbiter/EUI Team.
Jedną z takich obserwacji jest Słoneczny Jeż. Tę intrygującą cechę, widoczną w jednej trzeciej wysokości kadru powyższego filmu, Solar Orbiter zaobserwował 30 marca 2022 roku za pomocą instrumentu EUI (Extreme Ultraviolet Imager) na fali o długości 17 nanometrów. Zaledwie kilka dni wcześniej Solar Orbiter przeszedł przez peryhelium swojej orbity. Gazy widoczne na filmie mają temperaturę około miliona stopni. Obraz został pokazany w sztucznych kolorach, jako że pierwotna długość fali wykrywana przez instrument jest niewidoczna dla ludzkiego oka.
Obecnie nikt nie wie, czym dokładnie jest ani jak powstał „jeż”. Wiadomo tylko, że rozciąga się na długości 25 000 km w poprzek Słońca i zawiera wiele kolców gorącego i zimnego gazu, które rozchodzą się we wszystkich kierunkach.
Głównym celem naukowym misji Solar Orbiter jest zbadanie związku między Słońcem a heliosferą. Heliosfera to duży „bąbel” przestrzeni kosmicznej rozciągający się poza planetami naszego Układu Słonecznego. Jest ona wypełniona naładowanymi elektrycznie cząstkami, z których większość została wyrzucona przez Słońce, tworząc wiatr słoneczny. To właśnie ruch tych cząstek i związane z nim słoneczne pola magnetyczne powodują powstawanie pogody kosmicznej.
Aby prześledzić wpływ Słońca na heliosferę, wyniki uzyskane za pomocą instrumentów in situ, które rejestrują cząstki i pola magnetyczne omiatające statek kosmiczny, muszą być powiązane ze zdarzeniami na lub w pobliżu widocznej powierzchni Słońca, które są rejestrowane przez instrumenty teledetekcyjne. Nie jest to łatwe zadanie, ponieważ środowisko magnetyczne wokół Słońca jest bardzo złożone, ale im bliżej Słońca może znaleźć się statek kosmiczny, tym mniej skomplikowane jest śledzenie zdarzeń cząstek wzdłuż „autostrad” linii pola magnetycznego. Pierwszy przelot przez peryhelium był kluczowym testem w tym zakresie, a dotychczasowe wyniki wyglądają bardzo obiecująco.
Na animacji: Aktywność słoneczna, taka jak rozbłyski i gigantyczne erupcje zwane koronalnymi wyrzutami masy, jest napędzana przez magnetyzm Słońca. Sonda kosmiczna ESA/NASA Solar Orbiter bada pole magnetyczne Słońca na wiele różnych sposobów, co pozwala prześledzić jego drogę od powierzchni Słońca w przestrzeń kosmiczną. Te zdjęcia zostały wykonane 17 marca 2022 roku przez instrumenty Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) oraz Extreme Ultraviolet Imager (EUI). Widać na nich ten sam aktywny region na Słońcu. Źródło: ESA i NASA/Solar Orbiter/EUI i PHI.
Opracowanie: Joanna Molenda-Żakowicz
Na ilustracji: Słoneczny Jeż zaobserwowany przez sondę Solar Orbiter. Źródło: ESA & NASA/Solar Orbiter/EUI Team.
