To one wywołują zorze polarne. Sonda Solar Orbiter odkryła mechanizm napędzający rozbłyski słoneczne. W misji biorą udział Polacy
Styczniem 2026 zawładnęły obserwacje rozległej zorzy polarnej, która była związana z silnym i długotrwałym rozbłyskiem klasy X1.95, jaki pojawił się w aktywnym regionie 4341 na Słońcu. Dzisiaj naukowcy związani z misją Europejskiej Agencji Kosmicznej Solar Orbiter poinformowali, że udało im się odkryć mechanizm napędzający tego typu rozbłyski. W analizie danych biorą udział polscy naukowcy.
– Tak jak lawiny na górskich stokach zaczynają się od przemieszczenia niewielkiej ilości śniegu, tak rozbłysk słoneczny jest wyzwalany przez słabe zaburzenia, które bardzo szybko stają się coraz gwałtowniejsze. Ten dynamicznie rozwijający się proces tworzy swoiste „niebo” opadających skupisk plazmy. Spadają jeszcze długo po tym, jak rozbłysk wygasa – napisali w oświadczeniu naukowcy związani z przełomową europejską misją Solar Orbiter.
Odkrycie było możliwe dzięki jednej z najbardziej szczegółowych obserwacji dużego rozbłysku słonecznego, zarejestrowanego przez Solar Orbitera podczas bliskiego przelotu obok Słońca, 30 września 2024 roku.
We właściwym miejscu i czasie
– Mieliśmy ogromne szczęście mogąc obserwować zjawiska poprzedzające ten duży rozbłysk z bliska. Tak szczegółowe obserwacje o wysokiej częstotliwości nie są możliwe przez cały czas, zarówno z powodu ograniczonych okien obserwacyjnych, jak i ogromnej ilości danych w komputerze pokładowym sondy. Naprawdę znaleźliśmy się we właściwym miejscu i czasie — powiedział dr Pradeep Chitta z Instytutu Badań Układu Słonecznego Maxa Plancka w Getyndze (Niemcy), główny autor publikacji, która ukazała się dzisiaj w czasopiśmie „Astronomy & Astrophysics”.
Eksplozja związana z polami magnetycznymi
Rozbłyski słoneczne są potężnymi eksplozjami zachodzącymi na Słońcu. Powstają wtedy, gdy energia zgromadzona w splątanych polach magnetycznych zostaje nagle uwolniona w procesie zwanym rekoneksją magnetyczną. W ciągu kilku minut przecinające się linie pola magnetycznego o przeciwnych zwrotach zrywają się, a następnie łączą na nowo. Połączone linie pola gwałtownie się nagrzewają i przyspieszają plazmę oraz cząstki wysokoenergetyczne, które oddalają się od miejsca rekoneksji, tworząc rozbłysk słoneczny.
Najsilniejsze rozbłyski mogą zapoczątkować łańcuch reakcji prowadzących do burz geomagnetycznych na Ziemi, przyczynić się do przerw w łączności radiowej, a nawet niszczyć satelity. Dlatego tak istotne jest ich monitorowanie i zrozumienie.
Czym Solar Orbiter badał rozbłyski?
Jednak szczegółowy mechanizm uwalniania energii w tak krótkim czasie, pozostawał dotąd słabo poznany. Dopiero obserwacje z czterech instrumentów Solar Orbitera pozwoliły uzyskać najpełniejszy jak dotąd obraz rozbłysku słonecznego, a tym samym dostarczyć rozwiązania.
Obraz uzyskano dzięki:
- instrumentowi EUI (Extreme Ultraviolet Imager), który pozwolił przyjrzeć się strukturom o rozmiarach zaledwie kilkuset kilometrów w zewnętrznej atmosferze Słońca (koronie), rejestrując ich zmiany co dwie sekundy,
- jednoczesnym obserwacjom instrumentów SPICE (Spectral Imaging of the Coronal Environment) i STIX (Spectrometer/Telescope for Imaging X-rays), które pozwoliły zbadać z niezwykle wysoką rozdzielczością sposób, w jaki szybka sekwencja zdarzeń rekoneksji przekazuje energię do zewnętrznych warstw atmosfery Słońca
- instrumentowi PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager), który obserwował ślad rozbłysku na widocznej powierzchni Słońca, dopełniając trójwymiarowy obraz całego zjawiska.
40 minut, które zmieniły astronomię
Obserwacje trwały nieprzerwanie przez 40 minut. Wynik?
– Obserwacje, uchwycone niczym klatka po klatce, pozwoliły nam zobaczyć, jak sekwencja drobnych zdarzeń przerodziła się w gigantyczne wybuchy energii. Porównując obserwacje EUI z danymi pola magnetycznego, byliśmy w stanie odtworzyć łańcuch zdarzeń prowadzących do rozbłysku. To, co zobaczyliśmy, podważa istniejące teorie uwalniania energii w rozbłyskach — powiedział prof. David Pontin z Uniwersytetu w Newcastle (Australia), współautor artykułu.
Polski udział w sukcesie Solar Orbitera
– Po to właśnie zbudowaliśmy STIXa i całego Solar Orbitera. W zamierzeniu miało to być obserwatorium złożone z najlepszych instrumentów w swojej klasie – wyjaśniają dr Marek Stęślicki i dr Tomasz Mrozek, heliofizycy z Zakładu Fizyki Słońca Centrum Badań Kosmicznych PAN. Obaj należą do grupy naukowej misji Solar Orbiter, analizując dane zbierane przez teleskop STIX zbudowany przez Uniwersytet Nauk Stosowanych i Sztuki Północno-Zachodniej Szwajcarii (FHNW) z udziałem Centrum Badań Kosmicznych PAN.
Przed nami kolejne obserwacje
– Kampanii obserwacyjnych może być kilka w ciągu jednego obiegu Solar Orbitera wokół Słońca. Ten tryb prowadzenia obserwacji powoduje, że potrzebujemy trochę szczęścia, aby patrzeć na odpowiedni fragment tarczy słonecznej w odpowiednim czasie. Zwłaszcza w momencie maksymalnego zbliżenia do Słońca, gdy możemy dojrzeć najwięcej do tej pory niedostępnych szczegółów.
Tym razem mieliśmy szczęście i zobaczyliśmy rozbłysk słoneczny wraz z erupcją włókna koronalnego. Jesteśmy przekonani, że to dopiero pierwsza z wielu publikacji jakie powstaną o tym rozbłysku. Obserwacje są rzeczywiście wyjątkowe i pozwalają na nowo spojrzeć na tajemnicze mechanizmy generujące rozbłyski słoneczne – podkreślają naukowcy.
Źródło: ESA
Nasza autorka
Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka
Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.