Znajdź zawartość

Problem grzania korony słonecznej pozostaje nierozwiązany od 80 lat. Z modeli obliczeniowych wynika, że temperatura we wnętrzu Słońca wynosi ponad 15 milionów stopni, jednak na jego widocznej powierzchni (fotosferze) spada do około 5500 stopni, by w koronie wzrosnąć do około 2 milionów stopni. I to właśnie ta olbrzymia różnica temperatur pomiędzy powierzchnią a koroną stanowi zagadkę. Jej rozwiązanie – przynajmniej częściowe – zaproponował międzynarodowy zespół naukowy z Polski, Chin, USA, Hiszpanii i Belgii. Zdaniem badaczy za podgrzanie części korony odpowiadają... chłodne obszary na powierzchni. W danych z Goode Solar Telescope uczeni znaleźli intensywne fale energii pochodzące z dość chłodnych, ciemnych i silnie namagnetyzowanych regionów fotosfery. Takie ciemniejsze regiony mogą powstawać, gdy silne pole magnetyczne tłumi przewodzenie cieplne i zaburza transport energii z wnętrza naszej gwiazdy na jej powierzchnię. Naukowcy przyjrzeli się aktywności tych chłodnych miejsc, przede wszystkim zaś włóknom plazmy powstającym w umbrze, najciemniejszym miejscu plamy słonecznej. Włókna te to stożkowate struktury o wysokości 500–1000 kilometrów i szerokości około 100 km. Istnieją one przez 2-3 minuty i zwykle ponownie pojawiają się w tym samym najciemniejszym miejscu umbry, gdzie pola magnetyczne są najsilniejsze, wyjaśnia profesor Vasyl Yurchyshyn z New Jersey Institute of Technology (NJIT). Te ciemne dynamiczne włóka obserwowane były od dawna, jednak jako pierwsi byliśmy w stanie wykryć ich oscylacje boczne, które są powodowane przez szybko poruszające się fale. Te ciągle obecne fale w silnie namagnetyzowanych włóknach transportują energię w górę i przyczyniają się do podgrzania górnych części atmosfery Słońca, dodaje Wenda Cao z NJIT. Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że fale te przenoszą tysiące razy więcej energii niż ilość energii tracona w aktywnych regionach atmosfery. Rozprzestrzenianie się tej energii jest nawet o 4 rzędy wielkości większa niż ilość energii potrzebna do utrzymania temperatury korony słonecznej. Wszędzie na Słońcu wykryto dotychczas różne rodzaje fal. Jednak zwykle niosą one ze sobą zbyt mało energii, by podgrzać koronę. Szybkie fale, które wykryliśmy w umbrze plam słonecznych to stałe i wydajne źródło energii, które może podgrzewać koronę nad plamami, wyjaśnia Yurchyszyn. Odkrycie to, jak mówią naukowcy, nie tylko zmienia nasz pogląd na umbrę plam, ale również jest ważnym krokiem w kierunku zrozumienia transportu energii i podgrzewania korony. Jednak, jak sami zauważają, zagadka grzania korony słonecznej nie została rozwiązania. Przepływ energii pochodzącej z plam może odpowiadać tylko za podgrzanie pętli koronalnych, które biorą swoje początki z plam. Istnieją jednak inne, wolne od plam, regiony Słońca powiązane z gorącymi pętlami koronalnymi. I czekają one na swoje wyjaśnienie, dodaje Cao. « powrót do artykułu

Przed siedmioma miesiącami, 28 kwietnia 2021 o godzinie 9:33 czasu polskiego, Parker Solar Probe stał się pierwszym pojazdem, który dotarł do korony Słońca. Pozostał w niej przez 5 godzin. To pierwszy wysłane przez człowieka urządzenie, które osiągnęło zewnętrzne granice naszej gwiazdy. Wyniki przeprowadzonych wówczas badań zostały właśnie opublikowane na łamach Physical Review Letters. Misja PSP osiągnęła swój główny cel i rozpoczęła nową epokę w rozumieniu fizyki korony Słońca, mówi profesor Justin C. Kasper w University of Michigan, główny autor artykułu. Zewnętrzna krawędź Słońca jest wyznaczana przez powierzchnię krytyczną Alfvéna, miejscem poniżej którego Słońce i jego siły grawitacyjne i magnetyczne bezpośrednio kontrolują wiatr słoneczny. W 2018 roku NASA wystrzeliła Parker Solar Probę, której celem było osiągnięcie korony naszej gwiazdy. W kwietniu bieżącego roku PSP spędziła 5 godzin poniżej powierzchni krytycznej Alfvéna, w obszarze, gdzie ciśnienie i energia pola magnetycznego gwiazdy są silniejsze niż ciśnienie i energia cząstek przezeń emitowanych. Tym samym PSP stała się pierwszym pojazdem kosmicznym, który dotknął atmosfery naszej gwiazdy. Ku zdumieniu naukowców okazało się, że powierzchnia krytyczna Alfvéna jest pofałdowana. Dane sugerują, że największe z tych fałd to skutek oddziaływania tzw. pseudostreamera. O ile streamery to długotrwale istniejące struktury oddzielające od siebie regiony magnetyczne o przeciwnej polaryzacji w koronie słonecznego, to pseudostreamery są przejściowymi strukturami oddzielającymi regiony magnetyczne o tej samej polaryzacji. Obecnie nie jest jasne, dlaczego pseudostreamery miałyby wypychać powierzchnię krytyczną Alfvéna. Zauważono również, że poniżej powierzchni krytycznej tworzy się znacznie mniej fal Alfvéna niż powyżej tego punktu. Może to świadczyć, że nie powstają one w koronie. PSP zarejestrował też pewne dowody wskazujące na istnienie nieznanego mechanizmu fizycznego powodującego zwiększenie produkcji energii w koronie. Od dziesięcioleci obserwujemy Słońce i jego koronę. Wiemy, że zachodzą tam interesujące zjawiska fizyczne związane z ogrzewaniem i przyspieszaniem plazmy. Jednak nie znamy dokładnie tych procesów. Dzięki Parker Solar Probe wlatującemu w koronę zyskaliśmy długo oczekiwany wgląd w wewnętrzne procesy zachodzące w tym regionie, mówi Nour E. Raouafi, jeden z naukowców pracujących przy projekcie. Parker Solar Probe to urządzenie rozmiarów małego samochodu. Jego celem jest atmosfera Słońca znajdująca się w odległości około 6,5 miliona kilometrów od powierzchni naszej gwiazdy. Głównym celem misji jest zbadanie, w jaki sposób w koronie Słońca przemieszcza się energia i ciepło oraz odpowiedź na pytanie, co przyspiesza wiatr słoneczny. Naukowcy wiążą z misją olbrzymie nadzieje, licząc, że zrewolucjonizuje ona rozumienie Słońca, Układu Słonecznego i Ziemi. Pojazd będzie musiał przetrwać temperatury dochodząc do 1370 stopni Celsjusza. Pomoże mu w tym gruba na 11,5 centymetra osłona termiczna (Thermal Protection System) z kompozytu węglowego. Jej celem jest ochrona czterech instrumentów naukowych, które będą badały pola magnetyczne, plazmę, wysokoenergetyczne cząstki oraz obrazowały wiatr słoneczny. Instrumenty mają pracować w temperaturze pokojowej. TPS składa się z dwóch paneli węglowego kompozytu, pomiędzy którymi umieszczono 11,5 centymetra węglowej pianki. Ta strona osłony, która będzie zwrócona w kierunku Słońca została pokryta specjalną białą warstwą odbijającą promieniowanie cieplne. Osłona o średnicy 2,5 metra waży zaledwie 72,5 kilograma. Musiała być ona lekka, by poruszająca się z olbrzymią prędkością sonda mogła wejść na odpowiednią orbitę wokół naszej gwiazdy Co interesujące, Parker Solar Probe jest pierwszym pojazdem kosmicznym NASA nazwanym na cześć żyjącej osoby. W ten sposób uhonorowano profesora astrofizyki Eugene'a Parkera z University of Chicago. Zwykle misje NASA zyskują nową, oficjalną nazwę, po starcie i certyfikacji. Tym razem jest inaczej. W uznaniu zasług profesora Parkera na polu fizyki Słońca oraz dla podkreślenia, jak bardzo misja jest związana z prowadzonymi przez niego badaniami, zdecydowano, że oficjalna nazwa zostanie nadana przed startem. Aby nie ulec potężnej grawitacji Słońca, które stanowi przecież 99,8% masy Układu Słonecznego, PSP musi osiągnąć prędkość nie mniejszą niż 85 000 km/h. Nie jest to łatwe zadanie, dlatego też pojazd aż siedmiokrotnie skorzysta z asysty grawitacyjnej Wenus. W końcu znajdzie się w rekordowo małej odległości 6 milionów kilometrów od powierzchni naszej gwiazdy. Stanie się też najszybszym pojazdem w historii ludzkości. Jej prędkość wyniesie niemal 700 000 km/h. Dotychczas sonda pięciokrotnie skorzystała z asysty grawitacyjnej Wenus. Ostatni, 5. przelot, miał miejsce 16 października. W przyszłym roku PSP zbliży się do Słońca 4-krotnie. Kolejne spotkanie z Wenus zaplanowano na 21 sierpnia 2023 roku. Następnie 5-krotnie pojazd spotka się ze Słońcem. W końcu, po ostatniej asyście, która będzie miała miejsce 6 listopada 2024, PSP kilkukrotnie przeleci w odległości około 6 milionów kilometrów od powierzchni naszej gwiazdy. Ostatni raz minimalną odległość osiągnie 12 grudnia 2025. « powrót do artykułu

Czarnych dziur nie możemy bezpośrednio obserwować. Widzimy jednak gaz i pył, które świecą, gdy są przez nie wchłaniane. Wciągana do czarnej dziury materia wiruje na podobieństwo wody wpływającej do dziury, a nad i pod dziurą pojawia się tzw. korona, zbudowana z jasno świecącego ultragorącego gazu. Przed dwoma laty astronomowie ze zdumieniem zaobserwowali, że korona czarnej dziury w galaktyce 1ES 1927+654 szybko zniknęła, a później równie szybko jest pojawiła. Korony czarnych dziur mogą zmieniać jasność nawet 100-krotnie. Jednak w naszym przypadku doszło do bezprecedensowego wydarzenia. W ciągu zaledwie 40 dni jasność korony zmniejszyła się 10 000 razy. Niemal natychmiast korona zaczęła świecić coraz mocniej i po kolejnych 100 dniach jej blask był 20-krotniej silniejszy niż przed przygasaniem. Jako, że blask korony jest bezpośrednio związany z materią wchłanianą przez czarną dziurę, zaobserwowane zjawisko świadczyło o tym, że źródło materii zostało odcięte. Jednak co mogło być przyczyną tak spektakularnego wydarzenia? Międzynarodowy zespół astronomów z Izraela, USA, Wielkiej Brytanii, Chin, Kanady i Chile uważa, że przyczyną czasowego zniszczenia korony była zabłąkana gwiazda. Znalazła się ona zbyt blisko czarnej dziury i została rozerwana przez siły pływowe. Jej szybko poruszające się szczątki mogły spaść na dysk gazu otaczającego dziurę i chwilowo go rozproszyć. Zwykle nie obserwujemy tak dużych zmian w dysku akrecyjnym czarnej dziury, mówi główny autor badań, profesor Claudio Ricci z chilijskiego Uniwersytetu im. Diego Portalesa. To było tak dziwne, że początkowo sądziliśmy, iż coś jest nie tak z naszymi danymi. Gdy stwierdziliśmy, że są one prawidłowe, poczuliśmy dużą ekscytację. Nie mieliśmy jednak pojęcia, z czym mamy do czynienie. NIkt, z kim rozmawialiśmy, nie obserwował wcześniej takiego zjawiska. Hipotezę o rozerwanej gwieździe wzmacnia fakt, że kilka miesięcy przed zniknięciem korony zauważono, że dysk akrecyjny badanej czarnej dziury nagle pojaśniał w paśmie widzialnym. Być może był to wynik pierwszego zderzenia z resztkami gwiazdy. Najnowsze odkrycie jest również o tyle cenne, że naukowcy mogli całe zjawisko obserwować w czasie rzeczywistym. Oczywiście uwzględniając fakt, że galaktyka 1ES 1927+654 znajduje się w odległości 300 milionów lat świetlnych od Ziemi. Kiedy bowiem obserwatoria doniosły o pojaśnieniu dysku akrecyjnego zespół Ricciego zaczął obserwować czarną dziurę za pomocą kilku narzędzi. Wykorzystano teleskop NICER znajdujący się na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, Neil Gehrels Swift Observatory, NuSTAR oraz XMM-Newton. Wszystkie one zapewniały ciągły napływ danych przez wiele miesięcy, co pozwoliło na obserwowanie zniknięcia i pojawienia się korony. Autorzy badań nie wykluczają, że mogą istnieć inne wyjaśnienia obserwowanego zjawiska. Podkreślają, że jedną z wyróżniających się cech tego, co obserwowali był fakt, że spadek jasności korony nie był liniowy. Zmiany zachodziły w różnym tempie, czasami jasność korony spadała 100-krotnie w czasie zaledwie 8 godzin. Wiadomo, że korony czarnych dziur mogą tak bardzo zmieniać jasność, jednak w znacznie dłuższym czasie. Tak dramatyczne skoki, do których dochodziło całymi miesiącami, to coś niezwykłego. Te dane wciąż stanowią zagadkę. Ale to niezwykle ekscytujące, gdyż oznacza, że uczymy się czegoś nowego o wszechświecie. Sądzimy, że hipoteza o gwieździe jest dobra, ale wiemy, że jeszcze przez długi czas będziemy to analizowali, mówi współautor badań profesor Erin Kara z MIT. « powrót do artykułu

Wenus jest wciąż aktywną geologicznie planetą. Takiego odkrycia dokonali naukowcy z University of Maryland (UMD) i Instytutu Geofizyki Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologicznego w Zurichu (ETH Zurich), którzy zidentyfikowali 37 niedawno aktywnych struktur wulkanicznych na Wenus. Po raz pierwszy możemy wskazać na konkretne struktury i stwierdzić, że mamy do czynienia z aktywnym wulkanem, może uśpionym, ale na pewno nie wygasłym, mówi profesor Laurent Montesi z UMD. Nasze badania zmieniają pogląd na Wenus, która dotychczas była uznawana za generalnie nieaktywną planetę, na taką, której wnętrze ciągle żyje i zasila wiele aktywnych wulkanów. Naukowcy od pewnego czasu wiedzą, że powierzchnia Wenus jest młodsza niż powierzchnia Marsa czy Merkurego. Dowodami na aktywne wnętrze Wenus jest istnienie koron, czyli wzniesień pochodzenia wulkanicznego. Sądzono jednak, że to dowód na dawną aktywność, a od czasu powstania koron Wenus ostygła, a jej powierzchnia stała się na tyle sztywna, że gorący materiał z wnętrza nie jest w stanie jej przebić. Autorzy najnowszych badań wykorzystali zaawansowane modele numeryczne dotyczące aktywności termo-mechanicznej pod powierzchnią planety do stworzenia trójwymiarowej symulacji tworzenia się koron w wysokiej rozdzielczości. To zaś pozwoliło na zidentyfikowanie cech charakterystycznych niedawno powstałych koron. Następnie uczeni porównali swoje wyniki ze strukturami obserwowanymi na powierzchni Wenus i stwierdzili zróżnicowanie koron ze względu na ich wiek. Byliśmy w stanie zidentyfikować wiele etapów ewolucji koron i zdefiniować te ich cechy, które są obecne jedynie wśród ostatnio aktywnych koron. Dzięki temu możemy stwierdzić, że co najmniej 37 koron było ostatnio aktywnych, mówi Montesi. Te aktywne korony skupiają się w kilku różnych obszarach planety, co może dostarczać pewnych wskazówek na temat jej wnętrza. Takie badania mogą przydać się podczas planowania misji na Wenus, takich jak planowana na 2032 rok europejska EnVision. Dzięki nim będziemy wiedzieli, gdzie najlepiej umieścić instrumenty naukowe. « powrót do artykułu