Pomalý sluneční vítr: Tajemný původ odhalen pomocí sondy Solar Orbiter

Nové poznatky z evropské mise Solar Orbiter přesně určily původ „pomalého“ slunečního větru v oblastech, kde se magnetické siločáry Slunce znovu spojují, což nabízí hlubší pohled na dynamiku Slunce a potenciální dopady na Zemi. Solar Orbiter pomáhá identifikovat zdroj „pomalého“ slunečního větru a rozšiřuje naše znalosti o některých slunečních procesech a jejich vlivu na kosmické počasí.

Úkolem sondy Solar Orbiter je studovat Slunce zblízka se zaměřením na pochopení slunečního větru, magnetického pole Slunce a heliosféry – obrovské bubliny nabitých částic, které Slunce vyzařuje do vesmíru. Sonda vybavená deseti vědeckými přístroji pořizuje snímky s vysokým rozlišením a sbírá data o atmosféře Slunce, čímž pomáhá propojit sluneční aktivitu přímo s jevy ve Sluneční soustavě. Tato mise je zásadní pro rozvoj našich znalostí o kosmickém počasí a jeho účincích na Zemi.

Výzkumníci učinili průlom v pochopení původu pomalého slunečního větru pomocí kosmické sondy Solar Orbiter. Analýzou vzorků slunečního větru a pořízením snímků povrchu Slunce vědci identifikovali, kde začíná pomalý sluneční vítr a jak uniká do vesmíru. Tento objev zlepšuje naše chápání slunečních jevů a jejich účinků na širší Sluneční soustavu.

Vědci učinili významný pokrok v odhalování záhadného původu pomalého slunečního větru pomocí dat shromážděných během první blízké cesty sondy Solar Orbiter ke Slunci. Sluneční vítr, který se může pohybovat rychlostí stovek kilometrů za sekundu, fascinuje vědce už léta a nový výzkum publikovaný 28. května 2024 v časopise Nature Astronomy konečně vrhá světlo na odvěkou otázku, jak vzniká.

Sluneční vítr představuje nepřetržitý tok nabitých částic plazmatu ze Slunce do vesmíru – vítr se pohybuje rychlostí přes 500 km za sekundu, což je známé jako „rychlý sluneční vítr“ a pod 500 km za sekundu, což se označuje jako „pomalý sluneční vítr“.

Když tento sluneční vítr zasáhne zemskou atmosféru, může to vést k ohromující polární záři. Ale když se uvolní větší množství plazmy ve formě výronu koronální hmoty, může to být také nebezpečné a způsobit značné poškození satelitů a komunikačních systémů.

Navzdory desetiletím pozorování nejsou zdroje a mechanismy, které uvolňují, urychlují a transportují plazmu slunečního větru pryč od Slunce a do naší Sluneční soustavy, dobře pochopeny – zejména pomalý sluneční vítr.

Přehled mise Solar Orbiter

V roce 2020 Evropská vesmírná agentura ESA s podporou NASA zahájila misi Solar Orbiter. Kromě pořízení nejbližších a nejpodrobnějších snímků Slunce, jaké kdy byly pořízeny, je jedním z hlavních cílů mise měření a propojení slunečního větru s jeho oblastí původu na povrchu Slunce.

Na palubě Solar Orbiteru, který je popisován jako „nejkomplexnější vědecká laboratoř, která kdy byla vyslána ke Slunci“, je na palubě sondy deset různých vědeckých přístrojů – některé in situ pro shromažďování a analýzu vzorků slunečního větru při průchodu kosmickou sondou, a také přístroje určené k pořízení vysoce kvalitních snímků aktivity na povrchu Slunce.

Sledování původu pomalého slunečního větru

Kombinací fotografických a přístrojových dat byli vědci poprvé schopni jasněji identifikovat, odkud pochází pomalý sluneční vítr. To jim pomohlo zjistit, jak je schopen opustit Slunce a vydat se na cestu do heliosféry – obří bubliny kolem Slunce a jeho planet, která chrání naši Sluneční soustavu před mezihvězdným zářením.

Steph Yardleyová z Northumbria University, která vedla výzkum, vysvětluje: „Proměnlivost proudů slunečního větru měřená in situ na kosmické sondě blízko Slunce nám poskytuje mnoho informací o jejich zdrojích.“

Role sluneční koróny

„Protože Solar Orbiter cestuje tak blízko ke Slunci, můžeme zachytit komplexní povahu slunečního větru, abychom získali mnohem jasnější obrázek o jeho původu a o tom, jak je tato složitost řízena změnami v různých zdrojových oblastech,“ dodává Steph Yardleyová. Předpokládá se, že rozdíl mezi rychlostí rychlého a pomalého slunečního větru je způsoben různými oblastmi sluneční koróny, nejvzdálenější vrstvy atmosféry, ze které pocházejí.

Magnetická pole a únik slunečního větru

Otevřené siločáry v koróně označují oblasti, kde siločáry magnetického pole kotví ke Slunci pouze na jednom konci a na druhé straně se táhnou do vesmíru a vytvářejí dálnici pro únik solárního materiálu. Tyto oblasti jsou chladnější a předpokládá se, že jsou zdrojem rychlého slunečního větru.

Mezitím uzavřená koróna označuje oblasti Slunce, kde jsou jeho magnetické siločáry uzavřené – což znamená, že jsou na obou koncích spojeny se slunečním povrchem. Ty lze vidět jako velké jasné smyčky, které se tvoří nad magneticky aktivními oblastmi.

Občas se tyto uzavřené magnetické smyčky přeruší a poskytují krátkou příležitost pro únik slunečního materiálu, stejně jako přes otevřené magnetické siločáry, než se znovu spojí a vytvoří uzavřenou smyčku. To se obvykle odehrává v oblastech, kde se setkává otevřená a uzavřená koróna.

Testování teorií se sondou Solar Orbiter

Jedním z cílů sondy Solar Orbiter je testovat teorii, že pomalý sluneční vítr pochází z uzavřené koróny a je schopen uniknout do vesmíru prostřednictvím tohoto procesu přerušování a opětovného spojování magnetických siločar.

Jedním ze způsobů, jak mohl vědecký tým otestovat tuto teorii, bylo měření složení proudů slunečního větru. Kombinace těžkých iontů obsažených ve slunečním materiálu se liší podle toho, odkud pochází; žhavější, zavřená versus chladnější, otevřená koróna.

Zdroj: https://scitechdaily.com/slow-solar-wind-mysterious-origins-unmasked-by-solar-orbiter/

autor: František Martinek