Nove slike Sunca koje je snimila misija Solar Orbiter prikazuju prikaze vidljive površine u najvišoj razlučivosti ikada viđene, otkrivajući sunčeve pjege i kontinuirani pokretni nabijeni plin koji se zove plazma. Slike bi heliofizičarima mogle pružiti nove tragove koji će im pomoći u otkrivanju tajni Sunca kao nikada prije.
Slike, snimljene 22. marta 2023. i objavljene u srijedu, prikazuju različite dinamičke aspekte Sunca, uključujući kretanje njegovog magnetskog polja i sjaj ultravruće solarne korone ili vanjske atmosfere.
Solar Orbiter zadužen za snimanje sunčeve površine najbliže ikad
Svemirska letjelica oslanjala se na dva od svojih šest instrumenata za snimanje slika, uključujući Extreme Ultraviolet Imager ili EUI, te Polarimetric and Helioseismic Imager ili PHI, za snimanje slika s udaljenosti od 46 miliona milja (74 miliona kilometara), objavila je European Space Agency.
Solar Orbiter, zajednička misija Evropske svemirske agencije i NASA-e koja je lansirana u februaru 2020., kruži oko Sunca s prosječne udaljenosti od 26 miliona milja (42 miliona kilometara). Misije poput Solar Orbitera i NASA-ine Parker Solar Probe pomažu odgovoriti na ključna pitanja o zlatnoj kugli, poput onoga što pokreće njen tok nabijenih čestica koji se naziva solarni vjetar i zašto je korona toliko toplija od površine Sunca.
Solarna sonda Parker spremna je približiti se Suncu što je pokušala svemirska letjelica krajem decembra, dok je Solar Orbiter zadužen za snimanje slika sunčeve površine najbliže ikada. Putanja leta Parker Solar Probe bit će preblizu Suncu da bi nosila kamere i teleskope, ali Solar Orbiter opremljen je nizom instrumenata za dijeljenje svojih jedinstvenih promatranja Sunca.
Štaviše, Solar Orbiter i Parker Solar Probe proučavaju Sunce na malim udaljenostima u idealno vrijeme - tokom vrhunca njegovog godišnjeg ciklusa.
"Sunčevo magnetnko polje ključno je za razumijevanje dinamičke prirode naše matične zvijezde od najmanjih do najvećih razmjera", rekao je Daniel Müller, naučnik projekta Solar Orbiter, u izjavi.
“Ove nove karte visoke razlučivosti iz instrumenta PHI Solar Orbitera pokazuju ljepotu magnetskog polja Sunčeve površine i tokova vrlo detaljno. U isto vrijeme, oni su ključni za zaključivanje magnetskog polja u Sunčevoj vrućoj koroni, koje naš EUI instrument prikazuje."
Zapanjujući solarni portreti
Zajedno, nove slike prikazuju raznolike i složene slojeve Sunca.
Polarimetrijska i helioseizmička kamera snimila je potpune prikaze sunčeve vidljive površine ili fotosfere najveće rezolucije do sada. Gotovo svo sunčevo zračenje potječe iz fotosfere, s visokim temperaturama koje se kreću između 8.132 i 10.832 stepeni Fahrenheita (4.500 i 6.000 stepeni Celzijusa).
Ispod sloja fotosfere mreška se vruća plazma koja se pomiče u zoni sunčeve konvekcije, slično kao što se vruća magma kreće unutar Zemljinog plašta.
Svrha PHI instrumenta je mapiranje svjetline fotosfere i mjerenje brzine i smjera sunčevih magnetskih polja.
Vidljiva svjetlosna slika fotosfere prikazuje sunčeve pjege, koje nalikuju rupama na sunčevoj površini. Ta tamna područja, od kojih neka mogu doseći veličinu Zemlje ili veća, pokreću jaka i stalno promjenjiva magnetska polja Sunca. Pjege, područja gdje se sunčevo magnetsko polje probija kroz površinu, hladnije su od okoline i daju manje svjetla.
Instrument PHI također je omogućio naučnicima da naprave magnetsku kartu ili magnetogram koji pokazuje koncentracije sunčevog magnetskog polja unutar područja njegovih pjega. Tipično, konvekcija pomaže u prenošenju topline iz unutrašnjosti Sunca na sunčevu površinu, ali taj se proces poremeti kada su nabijene čestice prisiljene slijediti linije magnetskog polja koje se grupiraju oko sunčevih pjega.
Naučnici su također mjerili brzinu i smjer materijala na površini Sunca pomoću karte brzine ili "tahograma". Plavi dijelovi označavaju kretanje prema Solar Orbiteru, dok crveni pokazuju šta se udaljava od letjelice.
Nabijeni plin na površini Sunca općenito se kreće u tandemu s rotacijom Sunca oko svoje osi, dok se plazma zapravo tjera van oko sunčevih pjega.
U međuvremenu, Extreme Ultraviolet Imager promatra sunčevu koronu kako bi pomogao odrediti zašto je znatno toplija od fotosfere, dosežući 1,8 miliona stepeni Fahrenheita (1 milion stepeni Celzijusa). EUI slika korone daje snimku onoga što se događa iznad fotosfere, a vruća, užarena plazma može se vidjeti kako strši iz područja sunčevih pjega.
S obzirom na blizinu Solar Orbitera Suncu, letjelica se morala rotirati nakon svake slike kako bi se uhvatio svaki dio sunčevog lica. Kao rezultat toga, svaka je slika rezultat mozaika od 25 pojedinačnih slika.
Mark Miesch, istraživač u Centru za predviđanje svemirskog vremena Nacionalne uprave za oceane i atmosferu, cijenio je da obje značajke velikih razmjera, poput solarnog magnetizma,a na slikama se mogu vidjeti male značajke na površini. Miesch nije bio uključen u objavljivanje slike.
"Što bliže gledamo, to više vidimo", rekao je Miesch, koji je također naučnik na Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences na Univerzitetu Colorado.
“Da bismo razumjeli razrađenu međuigru između velikog i malog; između uvrnutih magnetskih polja i uzburkanih tokova, moramo gledati Sunce u punom sjaju. Ove slike visoke razlučivosti sa Solar Orbitera približavaju nas toj težnji više nego ikad prije.”
Dinamično vrijeme za Sunce
Naučnici iz NOAA-e, NASA-e i međunarodnog panela za predviđanje solarnog ciklusa objavili su u oktobru da je Sunce doseglo solarni maksimum, odnosno vrhunac aktivnosti unutar svog 11-godišnjeg ciklusa. Na vrhuncu solarnog ciklusa, sunčevi magnetski polovi se mijenjaju, uzrokujući prijelaz Sunca iz mirnog u aktivno. Stručnjaci prate povećanje sunčeve aktivnosti brojeći koliko se sunčevih pjega pojavljuje na površini Sunca. Očekuje se da će Sunce ostati aktivno sljedećih godinu dana.
"Ova objava ne znači da je ovo vrhunac solarne aktivnosti koji ćemo vidjeti u ovom solarnom ciklusu", rekao je Elsayed Talaat, direktor promatranja svemirskog vremena pri NOAA, na konferenciji za novinare u oktobru. "Dok je Sunce doseglo period solarnog maksimuma, mjesec u kojem je solarna aktivnost na Suncu vrhunac neće biti identificiran mjesecima ili godinama."
Solarna aktivnost, uključujući baklje ili izbacivanje koronalne mase, stvara svemirsko vrijeme koje utječe na Zemlju. Koronalno izbacivanje mase veliki su oblaci ioniziranog plina koji se nazivaju plazma i magnetska polja koji izbijaju iz vanjske sunčeve atmosfere. Solarne oluje koje stvara Sunce mogu utjecati na električne mreže, GPS i zrakoplovstvo te satelite u niskoj Zemljinoj orbiti. Olujne aktivnosti također uzrokuju nestanak radija i čak predstavljaju rizik za svemirske misije s posadom.
Oluje su također odgovorne za stvaranje aurore koja pleše oko Zemljinih polova, poznate kao polarna svjetlost ili aurora borealis, i južna svjetlost ili aurora australis. Kada energizirane čestice iz izbačaja koronalne mase dođu do Zemljinog magnetskog polja, one stupaju u interakciju s plinovima u atmosferi kako bi stvorile svjetlost različitih boja na nebu.
Dana 24. decembra, solarna sonda Parker doći će na 6,2 miliona kilometara od sunčeve površine, bliže Suncu od bilo kojeg ljudskog objekta. Prelet bi mogao pomoći naučnicima u proučavanju porijekla svemirskog vremena direktno na izvoru, budući da će sonda zumirati dovoljno blizu da plovi kroz oblake plazme i solarne erupcije povezane sa Suncem.
