Przejdź do treści

Potężne fale w atmosferze Słońca

fala na Słońcu
Dwa zespoły naukowców pod kierownictwem Nariaki Nitta z Lockheed Martin Advanced Technology Center w USA oraz Radoslava Bucika z Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) w Niemczech niezależnie odkryły nowe zjawisko na Słońcu: wielkoskalowe fale w atmosferze gwiazdy, którym towarzyszy emisja energetycznych cząstek bogatych w hel-3.

Potężne fale mogą przyczyniać się znacznie do przyspieszenia cząstek w przestrzeni- donoszą naukowcy z MPS w czasopiśmie Astrophysical Journal. Odkrycie było możliwe dzięki dwóm sondom: STEREO A oraz ACE, które umożliwiły jednoczesne obserwacje Słońca z dwóch różnych kierunków. W najbliższej przyszłości nie będziemy mieli ponownie do tego okazji.

Słońce to gwiazda wysoce erupcyjna: raz po raz emituje energetyczne cząstki oraz promieniowanie w przestrzeń w trakcie gwałtownych rozbłysków. Przykładem takich rozbłysków są chociażby koronalne wyrzuty masy (coronal mass ejection - CME), w których plazma złożona z elektronów, protonów i kilku ciężkich atomów wyrzucana jest w przestrzeń czy też krótkie, skolimowane rozbłyski rentgenowskie. Oba zjawiska zachodzą przy okazji tak zwanych erupcji słonecznych. Dwie grupy badawcze niezależnie odkryły całkowicie nowy typ słonecznych wyrzutów: duże czoła fali w atmosferze słonecznej wraz z wypływamy cząstek bogatych w hel-3. Fale można śledzić obserwując atmosferę słońca w ekstremalnym ultrafiolecie.

Fale wykryte w danych z 26 stycznia oraz 2 lutego 2010 roku rozciągały się na co najmniej pół miliona kilometrów i propagowały z prędkością około 300 kilometrów na sekundę. Pojawiały się na krótko po słabym rozbłysku rentgenowskim jednak znacząco się różniły od tej typowej formy promieniowania. Koronalne wyrzuty masy nie powodowały powstawania takich fal. "Nowe zjawisko jest swego rodzaju eksplozją," powiedział Bucik, który kierował zespołem badaczy z MPS, Johns Hopkins University oraz Jet Propulsion Laboratory.

Wraz z falami ze Słońca wyrzucony zostaje strumień cząstek bogatych w hel-3. Emisje cząstek tego typu znane są od lat, ale nigdy nie udało się ich wytłumaczyć do końca. "Wydaje nam się, że owe fale przyspieszają hel-3," mówi Davina Innes z MPS. "Nasze analizy wskazują, że typowa cecha tych fal - ich energia - wpływa na właściwości cząstek," dodaje jej koleżanka Lijia Guo, także z MPS.

Do zaobserwowania zjawiska powstawania fal i wyrzutów helu-3 oraz do zauważenia związku między nimi niezbędne były obserwacje Słońca z dwóch różnych punktów. Z uwagi na rotację Słońca, wyrzucone cząstki opuszczające gwiazdę podróżują po zakrzywionej trajektorii podobnej do dżetów wody  wyrzucanych z obracającej się dyszy zraszacza ogrodowego. Cząstki docierające na Ziemię powstawały z prawej strony Słońca (patrząc z Ziemi). Ten obszar na Słońcu nie jest dobrze widoczny z Ziemi.

STEREO A to jedyne obserwatorium słoneczne w przestrzeni kosmicznej, które nie pozostaje w pobliżu Ziemi lecz podróżuje dokoła Słońca," tłumaczy Bucik. Na początku 2010 roku sonda znajdowała się dokładnie nad prawą krawędzią Słońca. Podczas gdy ACE orbitujący w pobliżu Ziemi mógł wykryć strumienie cząstek STEREO A zarejestrowała region z którego zostały wyemitowane - a jednocześnie falę EUV (ekstremalnego promieniowania ultrafioletowego).

Naukowcy uważają, że nowe zjawisko nie należy do rzadkich lecz po prostu nie można było przeprowadzać jego obserwacji. "Niestety w najbliższej przyszłości niezbędna do takich obserwacja geometria ustawień satelitów nie będzie miała miejsca," dodaje Bucik.

STEREO A to jedna z dwóch sond kosmicznych wysłanych przez NASA w 2006 roku. Sondy o nazwach A i B okrążają Słońce w przeciwnych kierunkach umożliwiając rejestrowanie trójwymiarowego obrazu gwiazdy. Od momentu utraty komunikacji z sondą STEREO B w październiku ubiegłego roku, STEREO A kontynuuje obserwacje samotnie. W 2025 roku sonda ponownie znajdzie się w korzystnej do obserwacji pozycji. ACE (Advanced Composition Explorer) to sonda skonstruowana przez NASA. Od 1997 roku bada cząstki wiatru słonecznego ze swojej lokalizacji w pobliżu Ziemi.

Więcej informacji:


Źródło: Max Planck Society / ApJ