W dziedzinie fizyki słonecznej dokonano znaczącego postępu naukowego. Wspólna misja Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) i NASA Solar Orbiter z powodzeniem zidentyfikowała odrębne źródła wysokoenergetycznych elektronów słonecznych (SEE) pochodzących ze Słońca. To przełomowe odkrycie dostarcza kluczowych informacji na temat złożonej dynamiki aktywności słonecznej, w szczególności różnicując emisje cząstek generowane przez rozbłyski słoneczne od tych pochodzących z koronalnych wyrzutów masy (CME). Wyniki te mają znacząco zwiększyć nasze możliwości w zakresie przewidywania pogody kosmicznej – obszaru kluczowego dla ochrony satelitów krążących wokół Ziemi, naziemnych infrastruktur technologicznych oraz załogowych misji kosmicznych przed potencjalnie szkodliwym promieniowaniem słonecznym.
- Misja Solar Orbiter (ESA i NASA) zidentyfikowała odrębne źródła wysokoenergetycznych elektronów słonecznych (SEE).
- Odkrycie pozwala rozróżnić SEE pochodzące z rozbłysków słonecznych i koronalnych wyrzutów masy (CME).
- Znacząco poprawia to zdolność prognozowania pogody kosmicznej.
- Chroni to satelity, infrastrukturę naziemną i załogowe misje kosmiczne przed szkodliwym promieniowaniem.
- Misja potwierdziła istnienie dwóch odrębnych populacji SEE, co było wcześniej teoretyzowane.
Odkrycie Dwu Populacji Elektronów Słonecznych (SEE)
Solar Orbiter, zaawansowane obserwatorium poświęcone badaniu Słońca i jego heliosfery, wykryło te energetyczne elektrony, które są przyspieszane do prędkości zbliżonych do prędkości światła, w przestrzeni międzyplanetarnej. Dzięki skrupulatnej analizie ich trajektorii, badacze byli w stanie precyzyjnie określić ich źródła, potwierdzając istnienie dwóch odrębnych populacji SEE. Choć obecność tych dwóch „rodzin” była wcześniej teoretyzowana, obserwacje misji dostarczyły teraz definitywnych dowodów na ich odmienne pochodzenie, co stanowi fundamentalny krok w kierunku bardziej kompleksowego zrozumienia skomplikowanej fizyki Słońca.
Rozróżnienie Zdarzeń: Impulsywne vs. Stopniowe
Jedna kategoria tych SEE jest bezpośrednio związana ze „impulsywnymi” zdarzeniami cząstkowymi, które pochodzą z rozbłysków słonecznych — intensywnych, zlokalizowanych wybuchów energii z określonych, mniejszych obszarów na powierzchni Słońca. W przeciwieństwie do nich, druga populacja, klasyfikowana jako zdarzenia „stopniowe”, jest powiązana z większymi, potężniejszymi wyrzutami plazmy znanymi jako koronalne wyrzuty masy (CME). Alexander Warmuth, kierownik zespołu i badacz z Instytutu Astrofizyki Leibniza w Poczdamie (AIP), podkreślił to wyraźne rozróżnienie, wyjaśniając, że zdarzenia impulsywne skutkują szybkim uwolnieniem elektronów, podczas gdy zdarzenia stopniowe, związane z CME, wytwarzają szerszą i dłużej trwającą emisję cząstek.
Kluczowe Zdolności Misji Solar Orbiter
Unikalna zdolność misji do obserwowania setek zdarzeń słonecznych z różnych odległości od Słońca, w tym pomiary z bliska, które uchwyciły cząstki w ich „nieskazitelnym”, wczesnym stanie, była kluczowa dla tego odkrycia. To innowacyjne podejście umożliwiło naukowcom dokładne określenie precyzyjnego momentu i miejsca powstania elektronów na Słońcu. Ponadto, dane z Solar Orbiter wyjaśniły zaobserwowane opóźnienie czasowe między wybuchami słonecznymi a późniejszym wykryciem SEE. Laura Rodríguez-Garcíam, stypendystka badawcza ESA, wyjaśniła, że opóźnienie to częściowo wynika z turbulencji i rozpraszania, na które elektrony napotykają podczas podróży przez Układ Słoneczny. Efekty te kumulują się wraz ze wzrostem odległości od Słońca i są znacząco wpływowe przez wiatr słoneczny i związane z nim pola magnetyczne.
Konsekwencje dla Prognozowania Pogody Kosmicznej
Implikacje tych badań dla operacyjnego prognozowania pogody kosmicznej są znaczące. Energetyczne cząstki, zwłaszcza te napędzane przez CME, niosą wyższe energie i stanowią znaczne ryzyko dla technologii kosmicznych i załóg ludzkich. Umożliwiając precyzyjne rozróżnienie między SEE pochodzącymi z rozbłysków a tymi z CME, odkrycia Solar Orbiter krytycznie poprawiają naszą zdolność do przewidywania i łagodzenia wpływu potencjalnie szkodliwych zdarzeń pogody kosmicznej. Daniel Müller, naukowiec projektu ESA Solar Orbiter, podkreślił, że ta pogłębiona wiedza odegra kluczową rolę w ochronie satelitów i astronautów przed emisjami energetycznych cząstek ze Słońca. Sukces tej kompleksowej analizy jest świadectwem wspólnej wiedzy i pracy zespołowej naukowców europejskich i amerykańskich, co zaowocowało unikalną bazą danych dla globalnej społeczności naukowej.
Przyszłe Misje i Dalszy Rozwój
Opierając się na tych fundamentalnych spostrzeżeniach, przyszłe misje ESA mają na celu dalsze udoskonalenie możliwości prognozowania pogody kosmicznej. Misja Smile, której start zaplanowano na 2026 rok, skupi się na pomiarze interakcji wiatru słonecznego z magnetosferą Ziemi. Następnie, statek kosmiczny Vigil, zaplanowany na 2031 rok, zostanie strategicznie umieszczony w celu obserwacji „boku” Słońca. Jego celem jest wykrywanie potencjalnie szkodliwych zdarzeń słonecznych na krawędzi słonecznej, zanim staną one bezpośrednio naprzeciw Ziemi. Ta zdolność ma znacząco poprawić prognozy, oferując wczesne oceny siły, kierunku i potencjalnego wpływu wybuchów słonecznych na Ziemię. Pionierskie badania zespołu zostały opublikowane 1 września w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.
newsblog.pl
Maciej – redaktor, pasjonat technologii i samozwańczy pogromca błędów w systemie Windows. Zna Linuxa lepiej niż własną lodówkę, a kawa to jego główne źródło zasilania. Pisze, testuje, naprawia – i czasem nawet wyłącza i włącza ponownie. W wolnych chwilach udaje, że odpoczywa, ale i tak kończy z laptopem na kolanach.