Solar Orbiter wyruszył w kosmos prawie dwa lata temu. Faza główna misji rozpoczęła się bardzo niedawno, jednak satelita już zdążył wykonać wiele badań naukowych i dostarczyć nam ciekawych informacji. Oto podsumowanie jego osiągnięć.
Podczas dotychczasowego lotu satelita wykorzystywał instrumenty in situ, które badają środowisko kosmiczne wokół sondy. Uruchomione i skierowane w stronę Słońca zostały także kamery i instrumenty do teledetekcji. Choć pierwsze badania prowadzone były przede wszystkim w celu skalibrowania instrumentów, to niektóre zgromadzone dane pozwoliły już na przeprowadzenie pierwszych badań naukowych. Ich wyniki opublikowane zostały opublikowane na łamach specjalnego wydania Astronomy and Astrophysics.
Małe ogniska słoneczne
Jednym z pierwszych odkryć Solar Orbitera było dostrzeżenie na powierzchni Słońca miniaturowych rozbłysków słonecznych, nazwanych przez naukowców ogniskami. Do ich odkrycia wykorzystano instrument Extreme Ultraviolet Imager (EUI). Składa się on z trzech teleskopów: Full Sun Imager (FSI), który wykonuje zdjęcia całej powierzchni Słońca, oraz dwóch teleskopów do wykonywania zdjęć o wysokiej rozdzielczości, jeden w świetle nadfioletowym HRIEUV i jeden obrazujący przy długości fali emitowanej przez atomy wodoru o nazwie HRILy-α. Naukowcy mają nadzieję, że pomogą one wyjaśnić, dlaczego w koronie słonecznej panuje tak wysoka temperatura.
Te małe ogniska wystrzeliwują strumienie gorącej plazmy z prędkością około stu kilometrów na sekundę. Jednak powstałe po wyrzucie dżety istnieją tylko około 10 do 20 sekund. Dlatego EUI co dwie sekundy wykonuje zdjęcie powierzchni Słońca w skrajnym nadfiolecie. Tak częste wykonywanie zdjęć umożliwia przyjrzenie się dynamicznie zmieniającym się ogniskom. Możliwości będą jeszcze większe, gdy Solar Orbiter zbliży się jeszcze bardziej do Słońca.
Na filmie zestawiono kilka zdjęć Słońca wykonane przez teleskopy EUI. Na początku widzimy zdjęcie całej powierzchni gwiazdy, wykonane przez FSI, potem na zbliżeniach widzimy obrazy wykonane przez HRIEUV. Ogniska widoczne są na największym przybliżeniu. Widzimy je jako małe, krótkotrwałe rozjaśnienia, które, choć niepozorne, wystrzeliwują plazmę z ogromną prędkością. Źródło: Solar Orbiter/EUI Team/ESA and NASA
Emisja SEP na ogromną skalę
Solar Orbiter był świadkiem emisji energetycznych cząstek słonecznych (SEP) z bardzo dużego obszaru na Słońcu, które rozeszły się po niemal całym wewnętrznym Układzie Słonecznym. Składają się one głównie z protonów, elektronów i jonów HZE, czyli naładowanych elektrycznie jąder pierwiastków. Niosą one ze sobą ogromną energię i poruszają się ze sporą prędkością.
Było to pierwsze zdarzenie na taką skalę w tym cyklu słonecznym. Wyrzucone cząstki były rozrzucone po wewnętrznym Układzie Słonecznym na ponad 230 stopniach długości heliograficznej zanim dotarły do orbity Ziemi.
Na filmie uchwycona została emisja SEP z 29 listopada 2020 roku. Zdjęcia wykonane zostały przez sondę SOHO przy użyciu instrumentu LASCO (Large Angle and Spectrometric Coronagraph).Źródło: ESA, NASA SOHO/LASCO team
Najważniejsze pytania, jakie postawiło przed nami to wydarzenie to: jak duży był region źródłowy zdarzenia na Słońcu i jak bardzo emisja rozszerzyła się po jej uwolnieniu? Odpowiedzi na te pytania miał udzielić wszechstronny Solar Orbiter. Gdy instrumenty in situ dostrzegą cząstki w otoczeniu satelity, uruchamiane są urządzenia do teledetekcji, które lokalizują źródło emisji. W tym konkretnym przypadku dane nie rozstrzygnęły, czy rozmiar obszaru źródłowego był wystarczająco duży, aby wyjaśnić szeroki zasięg cząstek.
Obserwacja ukrytych koronalnych wyrzutów masy
Koronalne wyrzuty masy (z angielskiego CME) to gigantyczne erupcje plazmy i pola magnetycznego Słońca. Występują one zwykle razem z rozbłyskami słonecznymi. Jednak zdarzają się także „ukryte” CME, którym, jak się zdaje, nie towarzyszą rozbłyski.
Do takiego ukrytego zdarzenia doszło w kwietniu 2020 roku. Siła erupcji ukrytego CME zmierzona przez instrumenty in situ przekroczyła około dwukrotnie wartości standardowe. Jednak na powierzchni Słońca w tamtym czasie nie było plam słonecznych ani innych aktywnych regionów. O wystąpieniu tego CME poinformował nas dopiero Solar Orbiter.
Na filmie przedstawione zostało dynamicznie zmieniające się pole magentyczne Słońca, na podstawie danych z Atmospheric Imaging Assembly (AIA) przy Solar Dynamics Observatory (SDO). Źródło: ESA/ATG medialab; NASA/SDO/Goddard
Mimo to Jennifer O’Kane z Mullard Space Science Laboratory w University College London w Wielkiej Brytanii przyjrzała się zdjęciom Słońca wykonanym przez Solar Orbitera w tamtym okresie. Szukała ona zdarzenia, które było przyczyną lub przynajmniej towarzyszyło tamtemu ukrytemu CME.
Dopiero po wnikliwych obserwacjach Jennifer i jej zespół dostrzegli ciemny obszar na obrazach w ekstremalnym nadfiolecie, które wskazywały na wnękę o niskiej gęstości w koronie słonecznej bardzo powoli unoszącą się ze Słońca. Był to jedyny widzialny ślad ukrytego CME. To sugeruje, że niestety w przyszłości takie zdarzenia niełatwo będzie przewidzieć, a mogą one zagrozić Ziemi.
Solar Orbiter dostarczył wiele ciekawych informacji już na początku swojej drogi, a ma przed sobą jeszcze wiele lat pracy. Pozostało nam tylko czekać na kolejne zaskakujące wieści o naszej gwieździe.
