Region między powierzchnią Słońca a jego atmosferą okazał się być bardziej burzliwym miejscem niż dotychczas sądzono. Takie wnioski wyciągnięto ze zdjęć i danych pochodzących z najnowszej sondy kosmicznej NASA obserwującej naszą gwiazdę, Interface Region Imaging Spectrograph, w skrócie IRIS.
Artykuł napisała Natalia Pawłowska.
Sondy służące do obserwacji Słońca badają jego konkretne warstwy, rejestrując światło emitowane przez atomy w różnych temperaturach. Dzięki temu mogą badać obszary na różnych wysokościach nad powierzchnią gwiazdy, rozciągających się aż do korony słonecznej.
27 czerwca tego roku uruchomiona została sonda IRIS. Jej głównym zadaniem były obserwacje obszaru między powierzchnią Słońca i koroną, który nie był jak dotąd dobrze zbadany. Wczesne wyniki obserwacji zostały przedstawione na konferencji prasowej, która odbyła się 9 grudnia. Po sześciu miesiącach działania sondy jej zdjęcia zachwyciły naukowców swą dokładnością. Odnaleziono więcej turbulencji i złożoności niż początkowo sądzono. „Jakość zdjęć i widm jakie otrzymaliśmy dzięki IRIS są niesamowite” – stwierdził Alan Title, jeden z głównych badaczy wyników sondy. „A otrzymujemy tę jakość i dokładność od małej i tańszej misji, którą ukończono w ciągu 44 miesięcy„.
Drobne szczegóły na zdjęciach przedstawiających protuberancje w atmosferze Słońca z sondy IRIS należącej do NASA – takie jak czerwone wiry pokazane tutaj – są podważeniem sposobu, w jaki naukowcy obecnie rozumieją te zjawiska.
Dzięki IRIS po raz pierwszy możliwe stało się zbadanie wybuchowych zjawisk w badanym obszarze w sposób wystarczająco szczegółowy, aby móc określić ich rolę w podgrzewaniu zewnętrznej atmosfery Słońca. Misja może otworzyć także nowe perspektywy dla badań dynamiki niskich atmosfer słonecznych, które odgrywają główną rolę w przyspieszaniu wiatru słonecznego.
Śledzenie złożonych procesów zachodzących pomiędzy powierzchnią Słońca a jego koroną wymaga przyrządów, które dopiero teraz są w zasięgu naszych technologicznych możliwości. IRIS rejestruje zarówno obrazy jak i widma, które pozwalają określić jak dużo materiału w atmosferze słonecznej ma daną prędkość, temperaturę i gęstość. Osiągnięto sukces nie tylko ze względu na wysoką rozdzielczość przestrzenną i czasową, ale również z powodu równoległego rozwoju zaawansowanych modeli komputerowych. Połączone zdjęcia i widma dostarczyły nowych obrazów obszaru, który już wcześniej znany były jako dynamiczny, ale teraz okazał się być bardziej burzliwy niż to sobie wyobrażano.
„Po raz pierwszy widzimy tak szczegółowe zdjęcia ukazujące gwałtowne procesy, w których gaz jest przyspieszany do bardzo dużych prędkości i jednocześnie szybko osiąga temperaturę setek tysięcy stopni” – mówi Nart De Pontieu, naukowiec badający wyniki IRIS z Lockheed Martin. „Takie obserwacje stanowią poważne wyzwanie dla obecnych modeli teoretycznych„.
Badano dwa typy zdarzeń na Słońcu, które od dawna interesują naukowców. Pierwszym z nich znane jako protuberancje, czyli chłodne i gigantyczne pętle materii, wznoszące się nad powierzchnią Słońca. Mogą one wywołać burze słoneczne dosięgające Ziemi. IRIS ukazuje wysoce dynamiczne przepływy przez całe protuberancje.
Drugim zjawiskiem są spikule, które są fontannami materii wyrzucanej z chromosfery z prędkością osiągającą nawet 70 km/s. Mogą one mieć pewien wpływ na przepływ ciepła i energii do wyższych części atmosfery i korony. Zdjęcia z sondy IRIS po raz pierwszy umożliwiają zaobserwowanie tego, jak się rozwijają.
W obu tych przypadkach obserwacje różnią się od przewidywań modeli teoretycznych. Dzięki porównaniu obserwacji i modeli teoretycznych naukowcy dowiedzą się, gdzie w modelach znajdowały się błędy, a tym samym gdzie w naszym obecnym rozumowaniu są luki.
Obserwacje IRIS pomogą nam w wypełnieniu tych luk oraz w uzupełnieniu naszej wiedzy nt. atmosfery słonecznej. Obserwacje JAXA i misja Hinode prowadzona przez NASA, pomogły utworzyć kompletny obraz powierzchni Słońca. Obserwatorium Dynamiki Słońca (ang. Solar Dynamics Observatory, SDO), czyli jeden z satelitów NASA, ukazuje obraz tego, co można znaleźć w wyższych warstwach korony. Teraz, IRIS zapewnia nam kluczowe informacje o tym, co znajduje się w obszarze pomiędzy, a to nareszcie pomoże nam zrozumieć, jak energia przemieszcza się od niższych warstw słonecznej atmosfery, wywołuje wiatr słoneczny i ogrzewa koronę do takiej temperatury.
