Po raz pierwszy naukowcom udało się bezpośrednio zaobserwować chmury elektronów docierające do Ziemi w wyniku aktywności rozbłyskowej Słońca. Wykorzystali w tym celu znajdującą się na orbicie kamerę, która ma możliwość blokowania światła pochodzącego od Słońca i gwiazd. Dodatkowo, udało im się zaobserwować tajemnicze zorze występujące na dużych wysokościach.

Chmury elektronowe są częścią atmosfery słonecznej, która rozciąga się na miliony kilometrów od powierzchni gwiazdy. To one są odpowiedzialne za burze geomagnetyczne, które szaleją w magnetosferze ziemskiej i mogą między innymi powodować zakłócenia w pracy satelitów.

Dotychczas nie potrafiliśmy dobrze obserwować chmur elektronów docierających do Ziemi podczas koronalnych wyrzutów masy” – mówi Bernard Jackson z University of California w San Diego. – “Żyjemy w środku atmosfery słonecznej, jednak do tej pory nie mogliśmy jej obserwować, więc nie potrafiliśmy przewidzieć, czy wyrzut masy dotrze do Ziemi w ciągu dnia lub pięciu, albo czy nas szczęśliwie minie. Teraz możemy śledzić chmury elektronów poruszające się w przestrzeni i wyznaczać ich trajektorie“.

Kamera nazywa się Solar Mass Ejection Imager i została zbudowana przez Uniwersytet w San Diego, Force Research Laboratory, Uniwersytet z Birmingham oraz Boston College i Boston University. Instrument został wystrzelony w styczniu przez Air Force. Kamera dostarczyła wielu zdjęć koronalnych wyrzutów masy, które może zarejestrować, dzięki rozpraszaniu się światła słonecznego na chmurach elektronów.

Niespodzianką dla naukowców okazało się odkrycie zórz na dużych wysokościach, około 800 kilometrów nad powierzchnią Ziemi. Już wcześniej astronauci donosili o zaobserwowaniu tego zjawiska, jednak ich obserwacje były kwestionowane, gdyż nie spodziewano się że cząsteczki powietrza mogą występować na tak dużych wysokościach w ilościach wystarczających do powstania zorzy.

Solar Mass Ejection Imager

Instrument SMEI składa się z trzech kamer CCD o polu widzenia 3 na 60 stopni, które zostały umieszczone na satelicie w ten sposób, żeby podczas jednego okrążenia (co ok 100 minut) Ziemi sfotografowały całę niebo. kamery są schłodzone do temperatury -35 stopni Celsjusza. Kamery są kontrolowane przez procesor sygnałowy o mocy obliczeniowej 20 MIPS.

Zorze widziane z Ziemi na dużych szerokościach geograficznych powstają w wyniku drgań naładowanych cząstek, głównie elektronów pochodzących ze Słońca, które przedostały się do atmosfery ziemskiej i zderzają się z cząsteczkami, powodując barwne spektakle. Zorze zazwyczaj rozciągają się do wysokości od stu do kilkuset kilometrów nad powierzchnią Ziemi. Jednak na wysokości 800 kilometrów nad powierzchnią Ziemi gęstość cząsteczek powietrza jest już niewystarczająca, aby mogła powstać zorza – przynajmniej tak uważali do tej pory naukowcy.

Jest to tajemnicze” – mówi Jackson. – “To znacznie wyżej, niż ktokolwiek się spodziewał. Być może azot z jonosfery jest wyrzucany jeszcze wyżej podczas tego zjawiska“.

Zorze zauważył jako pierwszy Andrew Buffington, również z San Diego, który przeglądał zdjęcia wykonane przez kamerę. Na serii zdjęć wykonanych w ostępie czterech sekund podczas koronalnego wyrzucenia masy pod koniec maja, znajdowało się źródło światła sto razy jaśniejsze niż światło rozproszone na elektronach. Również podczas następnych CME wykryto podobne serie.

Zaobserwowaliśmy zorze na dużych wysokościach podczas każdego koronalnego wyrzucenia masy, które miało wpływ na Ziemię od momentu uruchomienia kamery” – mówi Jackson. – “Na przykład z dużą aktywnością słoneczną pod koniec października związanych było wiele zórz. Nadal nie wiemy jednak jak przebiega proces ich powstawania“.

Nad rozwiązaniem głowią się naukowcy skupieni w Air Force Research Laboratory.

Autor

Anna Marszałek