Przejdź do treści

Unikalny pomiar wybuchu na Słońcu sprzed 20 lat!

Wizja artystyczna przedstawiająca sondę Ulysses na jego szerokiej orbicie wokół Słońca.

Nowa analiza koronalnego wyrzutu masy wykrytego przez dwie ustawione w odpowiedniej konfiguracji sondy kosmiczne ujawnia, że podczas przemieszczania się przez przestrzeń kosmiczną doszło do erozji i zmiany konfiguracji CME.

W marcu 1998 roku na Słońcu eksplodowała duża masa gorącej plazmy. Gdy pędziła w przestrzeń międzyplanetarną, dwa obserwujące tę okolicę statki kosmiczne były idealnie usytuowane - tak, by mogły łatwo zbadać i zmierzyć ten pełen dramatyzmu kosmiczny obłok. Teraz, ponad 20 lat później (!), nadal odnosimy korzyści z tego przypadkowego ustawienia się sond we właściwym miejscu, o właściwym czasie.

Koronalne wyrzuty masy (CME), czyli gwałtowne uwolnienia się plazmy i wmrożonych w nią pól magnetycznych z korony Słońca, nie są bynajmniej rzadkie. Kiedy Słońce jest najbardziej aktywne, każdego dnia może wystąpić nawet kilka CME, a niektóre z wyrzutów masy są przy tym tak energetyczne, że przemieszczają się na duże odległości w naszym Układzie Słonecznym, unosząc ze sobą wielkie "chmury" owinięte helikalnymi polami magnetycznymi.

Ale co dzieje się z tymi obłokami magnetycznymi, gdy podróżują przez przestrzeń międzyplanetarną? Czy podróżują niezakłócone na duże odległości? A może oddziałują z innymi magnetycznymi zjawiskami słonecznymi, takimi jak inne CME czy wiatr słoneczny - i zmieniają swoje kształty lub inne cechy?

Odpowiedź na te pytania jest trudna ze względu na trudności w badaniu CME w przestrzeni międzyplanetarnej. Aby lepiej zrozumieć ewolucję CME, potrzebujemy powtarzanych pomiarów in situ dla tego samego propagującego się w przestrzeni obłoku magnetycznego. Najlepiej najpierw, gdy jest on blisko Słońca, i później ponownie, gdy podróżuje on dalej w głąb Układu Słonecznego.

Podczas gdy wiele dawnych i obecnych sond kosmicznych ma możliwość pomiaru właściwości wiatru słonecznego i pól magnetycznych wokół niego, zdecydowana większość tych statków krąży w pobliżu Słońca (w odległości około 1 AU). Jednak w 1998 roku badaczom Słońca bardzo się poszczęściło: jedyna sonda kosmiczna o bardziej odległej orbicie, której celem były m. in. badania wiatru słonecznego, Ulisses, po prostu ustawiła się naprzeciwko zbliżającej się, drugiej sondy Wind - właśnie wtedy, gdy koronalny wyrzut masy został wystrzelony jednocześnie w ich kierunku. Warto zaznaczyć, że sonda Ulysses orbituje po eliptycznej trajektorii już poza płaszczyzną ekliptyki, więc jej prawie idealne zestrojenie się z sondą Wind czasie wyrzutu CME było bardzo szczęśliwe!

 

Wzajemne ustawienie sond Wind (kolor niebieski) i Ulisses (czerwony) względem Słońca (żółta gwiazda) w marcu 1998 r.

Na ilustracji: Wzajemne ustawienie sond Wind (kolor niebieski) i Ulisses (czerwony) względem Słońca (żółta gwiazda) w marcu 1998 r.
Źródło: Telloni i in. 2020

 

Obserwacje powstającego wówczas obłoku magnetycznego przeprowadzone przez dwie sondy zostały całkiem niedawno ponownie zbadane w ramach badań prowadzonych przez Daniele Telloni z Obserwatorium Astrofizycznego INAF w Turynie.

Namagnesowany obłok zawarty w owym międzyplanetarnym CME dotarł wówczas do sondy Wind na początku marca 1998 roku. 18 dni później chmura ta dotarła także do sondy Ulisses, która akurat znajdowała się wtedy na jej drodze. Telloni i jej współpracownicy przeprowadzili nową analizę połączonych zbiorów danych z Ulyssesa i Wind. Badano międzyplanetarne pola magnetyczne i plazmę wiatru słonecznego podczas przelotu magnetycznego obłoku w pobliżu obu statków kosmicznych.

Praca i wyniki badań pokazują, że obłok nie podróżował w przestrzeni bez narażania się na zakłócenia powstałe w przestrzeni między orbitami Ziemi i Jowisza. Zamiast tego doświadczył on na swej drodze znacznych zniszczeń i przemian swej struktury, prawdopodobnie z powodu interakcji z inną namagnesowaną chmurą pochodzącą również ze Słońca, z poprzedniego CME. Ta erozja usunęła część helikalnego pola magnetycznego otaczającego obłok, przekształcając zmagazynowaną tam energię magnetyczną w energię kinetyczną, gdy linie pola magnetycznego przestawiły się na styku dwóch obłoków.

Ten cenny wynik badań był możliwy w zasadzie tylko dzięki wyjątkowo korzystnemu ustawieniu się względem siebie dwóch sond na ich orbitach we właściwym czasie. Jakie jest zatem prawdopodobieństwo pojawienia się podobnego szczęśliwego trafu w przyszłości? Dzięki bogactwu rozpoczętych niedawno misji planetarnych i słonecznych, takich jak BepiColombo, Solar Orbiter i Parker Solar Probe, szanse na przyszłe ustawienia radialne sond są dosyć wysokie, co być może pozwoli nam dalej badań groźne wyrzuty plazmy ze Słońca.


Czytaj więcej:

 

Źródło: NASA

Opracowanie: Elżbieta Kuligowska

Na zdjęciu: Wizja artystyczna przedstawiająca sondę Ulysses na jego szerokiej orbicie wokół Słońca.
Źródło: Europejska Agencja Kosmiczna/David Hardy

Reklama