To, co jeszcze kilka lat temu wydawało się niemożliwe, właśnie stało się rzeczywistością. Zespół naukowców z amerykańskiego Narodowego Obserwatorium Słonecznego (NSO) uchwycił najostrzejszy obraz powierzchni Słońca w historii. Z pomocą największego teleskopu słonecznego świata – NSF Daniel K. Inouye Solar Telescope – udało się zobaczyć zjawiska zachodzące na Słońcu z dokładnością, o jakiej wcześniej mogliśmy tylko marzyć.
Obserwacje przeprowadzono dzięki teleskopu Inouye, który znajduje się na hawajskiej wyspie Maui i jest prawdziwym gigantem w swojej klasie – jego główne lustro ma aż 4 m średnicy. To największe urządzenie tego typu na świecie i jedyne, które pozwala na podgląd powierzchni naszej gwiazdy z taką precyzją.
To, co zobaczyli badacze, zaskoczyło choćby ich samych: delikatne, jasne i ciemne „prążki”, nazwane striations, które przypominają tkaninę poruszaną przez wiatr. To nic innego jak cienkie pasma pola magnetycznego. I choć mogą wydawać się drobnym szczegółem, w rzeczywistości mówią nam bardzo wiele o tym, jak działa nasze Słońce.
Więcej na Spider’s Web:
Prążki na ścianach granuli
Powierzchnia Słońca, zwana fotosferą, to obszar, z którego wydobywa się większość światła widocznego z Ziemi. Z pozoru wygląda na jednolitą, ale w rzeczywistości jest pełna dynamicznych zjawisk — od wirujących plazm po konwekcyjne komórki zwane granulami, które przypominają wrzący garnek.
To właśnie na ścianach tych granuli naukowcy dostrzegli wspomniane prążki. Pojawiają się one, gdy światło przechodzi przez cienkie, kurtynowe warstwy pola magnetycznego. Gdy pole jest silniejsze, światło wydaje się jaśniejsze. Gdy słabsze — ciemniejsze. Efekt? Naprzemienne pasma jasności, tworzące unikalny, falujący wzór, który teraz możemy oglądać z niespotykaną dotąd wyrazistością.
Tak dokładna obserwacja była możliwa dzięki potężnemu 4-metrowemu zwierciadłu Teleskopu Inouye, największego instrumentu do badań Słońca na świecie. Użyto też specjalnego obrazowania w paśmie G (tzw. G-band), które idealnie nadaje się do śledzenia aktywności magnetycznej na powierzchni gwiazd.
Niezwykła rozdzielczość
Co ciekawe, podobne struktury pojawiały się już wcześniej w zaawansowanych symulacjach komputerowych Słońca. Teraz jednak po raz pierwszy udało się je zobaczyć naprawdę. Dla astrofizyków to potwierdzenie, iż ich modele działają, a także nowe drzwi do zrozumienia zjawisk, których do tej pory nie mogli badać bezpośrednio.
Najostrzejszy w historii obraz powierzchni Słońca, uzyskany dzięki teleskopu słonecznego NSF Inouye. Na fotografii widoczny pas o szerokości 20 tys. km i wysokości 8000 km. Źródło: NSF/NSO/AURAWielkość tych prążków? Zaledwie 20 km szerokości. To tak, jakby z odległości 150 mln km, bo tyle dzieli nas od Słońca, dostrzec coś wielkości Warszawy. Do tej pory było to nieosiągalne. Rozdzielczość osiągnięta przez teleskop Inouye to mniej niż 0,03 sekundy kątowej.
Te prążki to odciski palców drobnych zmian w polu magnetycznym – mówi dr David Kuridze, główny autor badań. – Ich istnienie pokazuje, iż Słońce pozostało bardziej złożone, niż sądziliśmy.
Zmiany pola magnetycznego, o których mowa, są niewielkie – rzędu stu gausów, czyli mniej więcej tyle, co magnes na lodówkę. A jednak wystarczą, by zmienić sposób, w jaki światło wydobywa się z wnętrza Słońca.
Gdy gęstość i przezroczystość plazmy się zmieniają, „wierzch” widzialnej powierzchni może się podnosić lub opadać o kilkaset kilometrów. Takie zmiany, zwane efektem Wilsona, są teraz widoczne dzięki precyzji teleskopu.
Dlaczego to odkrycie jest ważne także dla Ziemi?
Zrozumienie magnetyzmu Słońca to nie tylko kwestia naukowej ciekawości. To fundament dla przewidywania tzw. pogody kosmicznej, czyli zjawisk takich jak rozbłyski słoneczne czy koronalne wyrzuty masy. Te z kolei mogą wpływać na działanie satelitów, sieci energetycznych, a choćby systemów GPS.
Powierzchnia Słońca (fotosfera), uchwycona instrumentem VBI w Inouye Solar Telescope w paśmie G (430 nanometrów) z rozdzielczością około 20 km. Powiększony obszar ujawnia niespotykane dotąd szczegóły fotosfery słonecznej – ziarniste ściany zdominowane przez ultracienkie paski o szerokości około 20–50 km. Źródło: NSF/NSO/AURANowe obserwacje pozwalają nam lepiej zrozumieć, jak powstają te burze i jak możemy się przed nimi chronić. Co więcej, pokazują, iż nauka o Słońcu wchodzi właśnie w nową epokę: epokę, w której patrzymy na naszą gwiazdę z taką ostrością, jak nigdy wcześniej.
Słońce pod mikroskopem – a to dopiero początek
Teleskop Inouye, stojący na szczycie Haleakalā na hawajskiej wyspie Maui, to technologiczne cudo. Dzięki niemu możemy zajrzeć w zakamarki naszej gwiazdy z niespotykaną dotąd precyzją. A to, co zobaczyliśmy, pokazuje, iż choćby na Słońcu, obiekcie, który wydaje się dobrze znany, wciąż kryją się niespodzianki.
Niepozorne prążki, widoczne jedynie dzięki wyjątkowej rozdzielczości, otwierają nowy rozdział w badaniach Słońca. To małe odkrycie o wielkim znaczeniu. Bo jak się okazuje, to właśnie w tych drobnych strukturach kryje się sekret wielkich, energetycznych zjawisk, które mogą wpływać choćby na nasze codzienne życie tu, na Ziemi.
