Novoobjavljena slika Sunca, snimljena najvećim svjetskim solarnim teleskopom, prikazuje površinu naše najbliže zvijezde u neviđenim detaljima, bacajući svjetlo na njezinu vatrenu složenost.
Slika je prva koju je snimio novi vidljivi podesivi filter (VTF) teleskopa Daniel K. Inouye solarne fondacije američke Nacionalne naučne fondacije. Instrument može stvoriti bliži nego ikad trodimenzionalni prikaz onoga što se događa na površini Sunca, prema saopćenju za javnost.
Krupni plan otkriva skup tamnih sunčevih pjega veličine kontinenta blizu središta unutarnje atmosfere Sunca, u mjerilu od 10 kilometara po pikselu.
Ove mrlje označavaju područja intenzivne magnetske aktivnosti, gdje je vjerovatno da će se dogoditi solarne baklje i izbaci koronalne mase, ili CME. Izbacivanja koronalne mase su veliki oblaci ioniziranog plina koji se nazivaju plazma i magnetska polja koji eruptiraju iz vanjske atmosfere Sunca.
Detaljne slike poput ove, snimljene početkom decembra, predstavljaju važan način za naučnike da saznaju i predvide potencijalno opasno solarno vrijeme, rekao je u e-poruci Friedrich Woeger, naučnik programa instrumenata NSF Inouye Solar Telescope.
"Navodno je solarna oluja u 19. stoljeću (Carringtonov događaj) bila toliko energična da je uzrokovala požare u telegrafskim stanicama“, rekao je Woeger. „Moramo razumjeti fizičke pokretače tih pojava i kako oni mogu utjecati na našu tehnologiju i u konačnici na naše živote.“
Ovi energetski izljevi sa Sunca mogu stupiti u interakciju s vlastitim elektromagnetskim poljem našeg planeta, uzrokujući poremećaje u ključnoj infrastrukturi poput električnih mreža i komunikacijskih mreža koje pokreću sateliti, objasnio je.
Sunce prolazi kroz razdoblja visoke i niske magnetske aktivnosti u 11-godišnjem ciklusu. U oktobru su naučnici iz Nacionalne uprave za okeane i atmosferu, NASA-e i Međunarodnog panela za predviđanje solarnog ciklusa objavili da je Sunce dosegnulo vrhunac aktivnosti, nazvan solarni maksimum. Tokom vrhunca, Sunčevi magnetski polovi se okreću, a na njegovoj površini pojavljuje se više sunčevih pjega.
Očekuje se da će maksimum trajati nekoliko mjeseci, pa je ovo prikladno vrijeme da Inouye solarni teleskop pojača testiranje svojih instrumenata spektakularnim slikama dinamične površine Sunca.
Bliži pogled na sunce
Poput kipuće juhe na šporetu, toplina izlazi iz jezgre Sunca i diže se na njegovu površinu kretanjem fluida, rekao je Mark Miesch, naučnik istraživač u Kooperativnom institutu za istraživanje nauke o okolišu na Univerzitetu Colorado Boulder. Miesch nije bio uključen u istraživanje.
Sunčeve pjege su, dakle, poput "magnetskih čepova" ili spletova u složenim magnetskim poljima zvijezde koji sprječavaju toplinu da dopre do površine, rekao je Miesch. Zbog toga se sunčeve pjege, koje emitiraju manje svjetlosti od drugih područja Sunca, na slikama čine tamnijima i hladnijima od svoje okoline. Ipak, sunčeve pjege su "još uvijek toplije od bilo koje pećnice na Zemlji", dodao je.
Prividna tekstura Sunca dolazi od različitih gustoća i temperatura unutar njegove površine, koja ima slojeve slične luku. "Ugađanjem" na različite valne dužine ili boje, poput radio prijemnika, VTF nudi način ispitivanja tih različitih slojeva i promatranja što se događa između njih, rekao je Miesch.
Drugim riječima, dok slika s osobnog fotoaparata koristi svjetlost koja sadrži više valnih dužina istovremeno, VTF, vrsta slikovnog spektropolarimetra, filtrira mjerljive valne dužine jednu po jednu.
Za postizanje ovog filtriranja, instrument koristi etalon - dvije staklene ploče razdvojene tek nekoliko mikrona.
"Princip nije drugačiji od onog kod slušalica s poništavanjem buke: kada dva vala slične valne dužine putuju istom ili sijekućom putanjom, mogu međusobno djelovati kako bi se međusobno poništili ili pojačali“, rekao je Woeger. "Svjetlosni valovi 'zarobljeni' između te dvije ploče interferiraju, a udaljenost između ploča odabire koje se točno 'boje' svjetlosti prenose, a koje se poništavaju."
U samo nekoliko sekundi, moćni instrument snima stotine slika kroz različite filtere i kombinira ih u trodimenzionalni snimak.
Istraživači zatim mogu koristiti dobivene snimke za proučavanje temperature, tlaka, brzine i strukture magnetskog polja u različitim slojevima Sunčeve atmosfere.
"Vidjeti te prve spektralne snimke bio je nadrealni trenutak. Ovo je nešto što nijedan drugi instrument u teleskopu ne može postići na isti način", rekla je dr. Stacey Sueoka, viša optička inženjerka u Nacionalnom solarnom opservatoriju, u izjavi.
Šta je sljedeće na horizontu?
Spektropolarimetar za snimanje slika predstavlja kulminaciju razvoja dugog više od desetljeća.
Smješten u Nacionalnom solarnom opservatoriju NSF-a, na vrhu vulkanske planine Haleakalā na Mauiju, visoke 3000 metara, sam VTF obuhvaća više katova Inouye solarnog teleskopa.
Nakon što je VTF projektirao i izgradio Institut za solarnu fiziku u Njemačkoj, dijelovi instrumenta su prevezeni preko Atlantskog i Tihog okeana, a zatim ponovno sastavljeni - poput "broda u boci", rekao je Woeger.
Tim očekuje da će alat biti u potpunosti operativan i spreman za upotrebu do 2026. godine.
"Značaj tehnološkog postignuća je takav da bi se lako moglo tvrditi da je VTF srce Inouye solarnog teleskopa i da konačno kuca na svom vječnom mjestu", rekao je dr. Matthias Schubert, naučnih VTF projekta u Institutu za solarnu fiziku, u izjavi.
Solarni teleskop je među nekoliko drugih nedavnih napora znanstvenika da bolje razumiju Sunce i njegove olujne vremenske obrasce, uključujući Solar Orbiter, zajedničku misiju Europske svemirske agencije i NASA-e lansiranu 2020. godine, te NASA-inu Parker Solar Probe , prvu svemirsku letjelicu koja je "dodirnula" Sunce.