Przejdź do treści

Zdjęcia z obserwatorium słonecznego: kolejne warstwy gwiezdnej tajemnicy

Wielowarstwowy widok słonecznych spikuli

Międzynarodowy zespół naukowców, w tym trzech naukowców z New Jersey Institute of Technology, rzuca nowe światło na jedną z podstawowych zagadek fizyki Słońca. W jaki sposób energia z jego wnętrza jest przenoszona do górnych warstw atmosfery słonecznej, ogrzewając ją do co najmniej miliona stopni w niektórych obszarach - czyli do temperatury znacznie wyższej niż w przypadku powierzchni naszej gwiazdy?

Dzięki nowym zdjęciom z Big Bear Solar Observatory NJIT (BBSO) naukowcy ujawnili coś, co wydaje się być odpowiedzianym za to mechanizmem - strumienie namagnesowanej plazmy zwane spikulami, które tryskają niczym gejzery z górnej atmosfery Słońca do jego korony. Wbrew pozorom to istotny przełom w badaniach.

W artykule opublikowanym w czasopiśmie Science zespół opisuje kluczowe cechy spikul "odrzutowych" czy też "dżetowych", które w kategoriach słonecznych są małymi strukturami plazmy o szerokości od 200 do 500 kilometrów, wybuchającymi w sposób ciągły na całej powierzchni Słońca. Naukowcy po raz pierwszy pokazują również, gdzie i jak generowane są takie "dżety", oraz po jakich drogach przemieszczają się one - w niektórych przypadkach z prędkością około 100 kilometrów na sekundę - do słonecznej korony.

Bezprecedensowe obserwacje w wysokiej rozdzielczości pochodzące z teleskopu słonecznego BBSO wyraźnie pokazują, że gdy pola magnetyczne o przeciwnych biegunach ponownie łączą się w dolnej atmosferze Słońca, strumienie plazmy wyrzucane są z jego powierzchni z dużymi energiami. To pierwszy raz, gdy obserwuje się bezpośrednio powstawanie spikul. Naukowcy śledzili te dynamiczne zjawiska w pasmie H-Alfa, mierząc przy tym związane z nimi pola magnetyczne i badając migrację pojawiających się wówczas elementy tych pól, oraz ich interakcje z istniejącymi niezależnie polami magnetycznymi o przeciwnej biegunowości.

Zdjęcia Słońca wykonane w tzw. ekstremalnym ultrafiolecie (EUV) przez należącą do NASA sondę Solar Dynamics Observatory zostały przy tym wykorzystane do śledzenia transportu samej energii w koronie Słońca. Obserwacje wykazały, że spikule powszechnie rozgrzewają się do typowych temperatur korony. Przy czym korona, warstwa niewidoczna dla ludzkiego oka za wyjątkiem szczególnych okazji - zaćmień Słońca przez Księżyc - wciąż jest dla naukowców zagadkowa. Jest na przykład ponad sto razy cieplejsza niż niższe warstwy Słońca, położone znacznie bliżej jego wewnętrznego, naturalnego reaktora termojądrowego.

Rozwiązanie tego, co astrofizycy nazywają jednym z największych wyzwań w modelowaniu Słońca, czyli określenie fizycznych mechanizmów ogrzewających tę atmosferę najbliższej nam gwiazdy, wymaga przede wszystkim dostępu do obrazów o bardzo wysokiej rozdzielczości. A to było niemożliwe aż do chwili, gdy do gry wkroczył 1,6-metrowy teleskop BBSO "Big Bear" - największy działający dziś teleskop słoneczny na świecie.

Big Ear
Na zdjęciu: Teleskop Big Bear. Źródło: New Jersey Institute of Technology

Naukowcy z Big Bear uchwycili także pierwsze zdjęcia obrazujące w wysokiej rozdzielczości pola magnetyczne i przepływy plazmy powstające głęboko pod powierzchnią Słońca, ukazujące ewolucję plam słonecznych i podłużnych strumieni pól magnetycznych, zachodzącą jeszcze w chromosferze - przed ich dramatycznym pojawieniem się w koronie w formie rozchodzących się pętli pola magnetycznego.


Czytaj więcej:


Źródło: New Jersey Institute of Technology

Opracowanie: Elżbieta Kuligowska

Ilustracja: Wielowarstwowy widok słonecznych spikul (od lewej do prawej): zdjęcia słonecznej korony z sondy Solar Dynamics Observatory oraz - kolejno - obrazy z obserwatorium słonecznego NJIT Big Bear ukazujące chromosferę, fotosferę i towarzyszące im pola magnetyczne.
Źródło: New Jersey Institute of Technology