Wspólna akcja dwóch sond kosmicznych przybliżyła naukowców do rozwiązania zagadki nagrzewania się korony słonecznej

Dzięki korzystnemu usytuowaniu sond kosmicznych Solar Orbiter i Solar Parker Probe oraz przeprowadzeniu przez nich wspólnych obserwacji, naukowcy potwierdzili poprawność teoretycznych przewidywań sposobu, w jaki korona słoneczna rozgrzewa się do miliona stopni Celsjusza – informuje Europejska Agencja Kosmiczna (ESA).

Atmosfera Słońca zwana jest koroną. Zawiera plazmę, czyli elektrycznie naładowany gaz. Temperatura panująca w koronie słonecznej to około milion stopni Celsjusza. Jest to dużo więcej niż temperatura powierzchni Słońca wynosząca około 6000 stopni Celsjusza.

Wydawałoby się, że korona słoneczna powinna być chłodniejsza niż powierzchnia Słońca (fotosfera), gdyż energia naszej dziennej gwiazdy pochodzi z reakcji termojądrowych zachodzących w jej jądrze, a im dalej od źródła ciepła, tym powinno być chłodniej. Tymczasem korona słoneczna jest ponad 150 razy gorętsza niż fotosfera.

Jaka więc inna metoda przepływu energii do plazmy działa w przypadku korony słonecznej? Od dawna przypuszczano, że turbulencje mogą prowadzić do nagrzewania się plazmy. Powstał jednak problem: nie dało się zgromadzić wszystkich potrzebnych danych obserwacyjnych przy pomocy jednej sondy kosmicznej.

Koronę słoneczną można badać na dwa sposoby: zdalnie, albo umieszczając próbnik w jej obszarze. W tym pierwszym przypadku sonda kosmiczna znajduje się w jakiejś odległości od Słońca i przy pomocy kamer obserwuje Słońce i koronę słoneczną w określonych długościach fali. Z kolei druga wersja zakłada, że sonda kosmiczna przelatuje przez obszar, który chce zbadać i mierzy w nim cząstki oraz pole magnetyczne.

Dzięki zdalnym obserwacjom można mieć obraz wielkosalowy, z kolei badania wewnątrz korony słonecznej pozwalają na uzyskanie informacji o procesach dziejących się małych skalach. Zatem aby mieć pełen obraz trzeba użyć przynajmniej dwóch sond kosmicznych. Tak się składa, że obecnie naukowcy mają do dyspozycji sondę kosmiczną Solar Orbiter wysłaną przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) oraz Solar Parker Probe od NASA.

Najlepiej byłoby sprawić, że sonda Parker Solar Probe dokonująca pomiarów wewnątrz korony słonecznej będzie znajdować się w polu widzenia sondy Solar Orbiter obserwującej w tym czasie zdalnie procesy wielkoskalowe.

Daniel Telloni z Narodowego Instytutu Astrofizyki (INAF) w Obserwatorium Astrofizycznym w Turynie (Włochy) jest członkiem zespołu naukowego misji Solar Orbiter (w zespole koronografu Metis). Udało mu się ustalić, że 1 czerwca 2022 roku obie sondy kosmiczne znajdą się w odpowiedniej konfiguracji orbitalnej do takiego zadania i wystarczy odrobina „gimnastyki” – obrócenie sondy Solar Orbiter o 45 stopni, aby mogła skierować swoje kamery w miejsce, gdzie znajduje się Parker Solar Probe.

Zespół kontroli misji Solar Orbiter wyraził zgodę na taki manewr, co pozwoliło na dokonanie pierwszych tego rodzaju wspólnych obserwacji. Uzyskane dane pokazały, że teoretyczne przewidywania heliofizyków wskazujące turbulencje jako źródło przepływu energii w koronie słonecznej są poprawne.

Wyniki badań opisano w artykule, który ukazał się w czasopiśmie „Astrophysical Journal Letters”. (PAP)

cza/ zan/