Przejdź do treści

Opublikowano najbardziej szczegółowe zdjęcia powierzchni Słońca

Inouye Telesope - Słońce

Nowy teleskop, który, jak przewidują naukowcy, odegra istotną rolę w przyszłych badaniach Słońca i pogody kosmicznej, wykonał właśnie pierwsze, wyjątkowo szczegółowe zdjęcia naszej gwiazdy.

W dniu wczorajszym opublikowano pierwsze zdjęcia pochodzące z 4-metrowego teleskopu słonecznego Daniela K. Inouye należącego do amerykańskiej National Science Foundation. Obrazy ujawniły niespotykane dotąd szczegóły powierzchni Słońca i prezentują światowej klasy produkty związane z przewidywaniami pogody kosmicznej. To ogromny krok naprzód w zrozumieniu Słońca i jego wpływu na naszą planetę.

Wpływająca silnie na Ziemię aktywność słoneczna znana też pod nazwą pogody kosmicznej może powodować poważne zakłócenia w działaniu sztucznych satelitów czy sieci energetycznych. Erupcje magnetyczne zachodzące na Słońcu mogą także wpływać na bezpieczeństwo lotów kosmicznych i zwykłych samolotów. Są nawet w stanie na pewien czas wyłączyć ważne systemy takie jak GPS.

Pierwsze zdjęcia z Inouye Solar Telescope pokazują maksymalne na dziś dzień zbliżenie na powierzchnię Słońca, w praktyce dostarczając naukowcom znakomity materiał do jego dalszych badań. Na tych obrazach widoczne są między innymi wzory tworzone przez przepływ turbulentnej, jak gdyby „wrzącej” plazmy, która pokrywa całe Słońce. Obecne tam także struktury komórkowe - każda o wielkości Teksasu - są oznaką gwałtownych ruchów, które przenoszą ciepło z wnętrza Słońca na jego powierzchnię. Ta gorąca plazma słoneczna unosi się w jasnych centrach komórek, stygnie, a następnie opada pod powierzchnię gwiazdy w ciemnych pasmach w procesie znanym jako konwekcja.

Credit: NSO/NSF/AURA

Źródło: NSO/NSF/AURA

- Inouye Solar Telescope będzie w stanie mapować pola magnetyczne w koronie słonecznej, w których dochodzi do erupcji mogących wpływać na życie na Ziemi. Ten teleskop pozwoli nam lepiej zrozumieć, co napędza pogodę kosmiczną, i ostatecznie pomoże prognostykom lepiej przewidywazć burze słoneczne - dodaje France Córdova, dyrektor NSF.

Słońce jest naszą najbliższą gwiazdą - gigantycznym reaktorem jądrowym, który spala około 5 milionów ton paliwa wodorowego na sekundę. Robi to od około 5 miliardów lat i będzie robić przez kolejne 4,5 miliarda lat swojego życia. Cała ta energia promieniuje w kosmos we wszystkich kierunkach, a niewielka jej część, która uderza w Ziemię, umożliwia między innymi obecne na niej życie. Jeszcze w latach 50 naukowcy odkryli, że wiatr słoneczny wieje ze Słońca aż ku krawędziom Układu Słonecznego. Ale dziś, w XXI wieku, wielu z najbardziej istotnych procesów zachodzących w centrum Słońca i w jego atmosferze nadal nie rozumiemy.

Na Ziemi możemy bardzo dokładnie przewidzieć, czy deszcze będzie padał w dowolnym miejscu na świecie. Ale w ten sam sposób nie potrafimy prognozować pogody kosmicznej. Nasze prognozy pozostają daleko w tyle za prognozami ziemskiej. To, czego więc potrzebujemy, to zdaniem naukowców uchwycenie fizyki leżącej u samych podstaw pogody kosmicznej. Ale to zaczyna się od lepszego zrozumienia Słońca, co ma zapewnić właśnie teleskop słoneczny Inouye.

Słoneczne pola magnetyczne nieustannie ulegają skręceniu i splątaniu w wyniku ruchów plazmy słonecznej. Skręcone pola magnetyczne mogą prowadzić do powstawania burz słonecznych, które z kolei mogą niszcząco wpływać na nasz nowoczesny styl życia, w dużej mierze zależny od technologii. Podczas huraganu Irma w 2017 roku amerykańska agencja pogodowa NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) poinformowała dla porównania, że to jedno zdarzenie pogodowe obniżyło znacząco jakość łączności radiowej wykorzystywanej przez ratowników oraz kanały lotnicze i morskie przez pierwsze osiem godzin w dniu, w którym huragan ten uderzył. A burze słoneczne mogą być dużo groźniejsze w skutkach.

Nowy teleskop Inouye może jednak mierzyć i charakteryzować pola magnetyczna Słońca bardziej szczegółowo niż kiedykolwiek wcześniej, jak również określać przyczyny potencjalnie szkodliwej aktywności Słońca.

- Chodzi o pole magnetyczne - mówi Thomas Rimmele, dyrektor Teleskopu Słonecznego Inouye. - Aby odkryć największe tajemnice Słońca, musimy nie tylko wyraźnie widzieć te maleńkie struktury z odległości 93 milionów mil, ale także bardzo precyzyjnie mierzyć w nich siłę pola magnetycznego i kierunek w pobliżu powierzchni Słońca, a także śledzić pola rozciągające się w najbardziej zewnętrznej atmosferze Słońca - jego koronie.

 

Solar Telscope

Na zdjęciu: Inouye Solar Telescope to 4-metrowy teleskop słoneczny znajdujący się w Maui na Hawajach, na szczycie Haleakali - tu widać go na tle czystego nieba, wysoko ponad chmurami. Źródło: NSO/NSF/AURA.

Nowe zrozumienie przyczyn potencjalnych katastrof umożliwi rządom i przedsiębiorstwom użyteczności publicznej lepsze przygotowanie się na nieuniknione przyszłe zdarzenia pogodowe w przestrzeni kosmicznej. Oczekuje się, że powiadomienia o potencjalnych skutkach aktywności Słońca będą mogły być dzięki temu wydawane wcześniej - nawet o 48 godzin wcześniej niż obecnie. Dałoby to więcej czasu na zabezpieczenie sieci elektroenergetycznych i infrastruktury krytycznej oraz przejście satelitów w tryb awaryjny.

Teleskop o pełnej nazwie Inouye Solar Telescope znajduje się na szczycie Haleakala na Hawajach, co zapewnia mu doskonałe warunki obserwacyjne i pogodowe. Posiada zwierciadło o średnicy 4 metrów - największe na świecie w przypadku teleskopu słonecznego. 

Obserwacje Słońca tym instrumentem generują ogromne ilości ciepła - ciepła, które należy zatrzymać lub usunąć. Specjalistyczny system chłodzenia zapewnia kluczową ochronę termiczną teleskopu i jego optyki. Kilkanaście kilometrów rurociągu rozprowadza chłodziwo na terenie obserwatorium. Kopuła otaczająca teleskop jest przykryta cienkimi płytkami chłodzącymi, które stabilizują temperaturę wokół teleskopu, wspomagane przez żaluzje zainstalowane wewnątrz kopuły, zapewniające cień i właściwą cyrkulację powietrza.

Teleskop wykorzystuje również najnowocześniejszą optykę adaptatywną w celu skompensowania rozmycia obrazów powodowanego wpływem atmosfery ziemską. Konstrukcja optyki (ustawienie lustra „poza osią”) redukuje jasne, rozproszone światło dla uzyskania lepszego obrazu i jest uzupełniona nowoczesnym systemem precyzyjnego ustawiania ostrości teleskopu oraz eliminowania zniekształceń powodowanych przez atmosferę. To na dziś dzień najbardziej zaawansowany instrument do badań Słońca.

- To wspaniały czas dla badaczy słonecznych - podsumowuje Valentin Pillet, dyrektor Obserwatorium Słonecznego NSF. - Teleskop Inouye pozwoli nam na zdalne obserwacje i badania zewnętrznych warstw Słońca oraz zachodzących w nich procesów związanych z magnetyzmem. Procesy te przenoszą się z kolei z czasem do reszty Układu Słonecznego, gdzie sondy kosmiczne Parker Solar Probe i Solar Orbiter skutecznie mierzą ich dalsze następstwa. Razem wszystko to daje naukowcom prawdziwie kompleksowe podejście do lepszego zrozumienia, w jaki sposób gwiazdy i ich planety są ze sobą powiązane magnetycznie.

 

Czytaj więcej:


 

Źródło: National Science Foundation

Opracowanie: Elżbieta Kuligowska

Na zdjęciu powyżej: Nowe obrazy Słońca z Inouye Solar Telescope. Źródło: NSO/NSF/AURA.