Tajemnicze chmury gazu opadające w kierunku powierzchni Słońca zostały zaobserwowane przez sondę SOHO znajdującą się pomiędzy Ziemią i Słońcem. Chmury poruszają się przeciwnie do kierunku strumieni gazu wyrzucanych w przestrzeń kosmiczną w formie wiatru słonecznego. W najnowszym numerze “Astrophysical Journal Letters” uczeni, którzy je odkryli sugerują, że są one spowodowane lokalnymi zmianami struktury słonecznego pola magnetycznego. Dzięki odkryciu zrozumiemy być może lepiej źródła magnetyzmu naszej gwiazdy, który oddziałuje z magnetyzmem Ziemi i wpływa na ilość docierającego do nas promieniowania kosmicznego.

Przez wiele lat astronomowie obserwowali w niższej części atmosfery słonecznej fontanny i łuki gazu wznoszące się i opadające na jego powierzchnię. Obecnie obserwowane obłoki rozpoczynają swoje opadanie w wyższych warstwach atmosfery. Po raz pierwszy zostały zauważone w 1997 roku przez instrument LASCO zainstalowany na SOHO. Znaleziono je również na archiwalnych zdjęciach wykonanych w 1996 roku.

Do dzisiaj zaobserwowano 8000 takich opadających obłoków. Większość z nich zdarzyła się po 1998 roku, kiedy Słońce stało się bardziej aktywne. Obłoki rozpoczynają swój upadek na wysokości 2,700,000 kilometrów ponad powierzchnią Słońca, co odpowiada dwóm średnicom gwiazdy. W tej odległości od Słońca wiatr słoneczny ma prędkość około 120 kilometrów na sekundę. Obłoki poruszają się naprzeciw niemu z prędkością około 50-100 kilometrów na sekundę. Opadanie kończy się około 700,000 kilometrów ponad widoczną powierzchnią gwiazdy.

Byłem oszołomiony kiedy po raz pierwszy zobaczyłem filmy ukazujące to opadanie” – powiedział Bernhard Fleck, uczony z ESA pracujący przy projekcie SOHO. – “Aż do momentu tego odkrycia nikt nie miał pojęcia o tym, że gaz może poruszać się w przeciwną stronę, w kierunku Słońca. Teraz musimy dowiedzieć się, w jaki sposób Słońce reguluje pole magnetyczne unoszone przez wiatr słoneczny. Ma to wielkie znaczenie dla pogody kosmicznej w okolicy naszej planety.

LASCO obserwuje Słońce w stanie ciągłego zaćmienia, zasłaniając dopływ światła bezpośrednio z jego powierzchni. W ramach eksperymentu zarejestrowano wybuchy wyrzucające materię słoneczną oraz wiele komet spadających na Słońce.

Bardzo trudno zobaczyć opadające obłoki. Najbardziej użytecznym do tego okazał się instrument, który pozwala obserwować obszar w przedziale od 700,000 do 3,500,000 kilometrów od powierzchni Słońca. Neil Sheeley i Yi-Ming Wang zaobserwowali opadające obłoki, układając w film zdjęcia wykonane w odstępach 20-25 minut.

Gaz odczuwa przyciąganie ze strony słonecznego pola grawitacyjnego. Jednak to nie grawitacja odgrywa kluczową rolę w opadaniu. Szybkość z jaką obłoki rozpędzają się i z jaką później zwalniają sugeruje, że pozostają pod kontrolą sił magnetycznych. Większość tych zjawisk zaobserwowano w regionach, w których prędkość wiatru słonecznego jest niewielka.

Dziennie zdarza się około 20 zjawisk. Tym, które zostały zaobserwowane na jednej stronie tarczy słonecznej odpowiadają zjawiska zdarzające się dwa tygodnie później na drugiej stronie. To oznacza, że zachodzą one w konkretnych miejscach Słońca i przemieszczają się z nimi w trakcie obrotu gwiazdy. Serie zjawisk w jednym miejscu trwają wiele miesięcy.

W pobliżu powierzchni Słońca pole magnetyczne składa się z wielu linii pola wychodzących ponad powierzchnię i wchodzących w nią w inne miejsce. Wiatr słoneczny wyciąga najdłuższą z takich pętli w przestrzeń kosmiczną, tworząc kontrastujące ze sobą regiony o przeciwnej orientacji pola magnetycznego. Zanim wiatr osiągnie pełną prędkość, linie pola między regionami mogą się połączyć, tworząc nową pętlę. Ten kolaps pociąga za sobą obserwowane opadające obłoki.

Obserwacje mogą dostarczyć informacji na temat tego w jaki sposób wiatr słoneczny może oddziaływać z ziemską magnetosferą i wpływać na strumień promieniowania kosmicznego docierającego do Układu Słonecznego.

SOHO jest wspólnym projektem realizowanym przez NASA i ESA. Statek kosmiczny został zbudowany w Europie i wyposażony w instrumenty w Europie i USA. NASA wystrzeliła SOHO w grudniu 1995 roku. W 1998 zdecydowano się kontynuować misję do 2003 roku.

Autor

Michał Matraszek