Evropské sondě Solar orbiter se vůbec poprvé v historii podařilo najít souvislost mezi měřením slunečního větru v jejím okolí a snímky slunečního povrchu ve vysokém rozlišení z velké blízkosti. Tento úspěch otevírá sluneční fyzice nové možnosti ke studiu oblastí, které slouží jako zdroje slunečního větru. Tímto výrazem se označuje nepřerušený proud elektricky nabitých částic, které vyletují od Slunce. Sluneční vítr je silně proměnlivý a jeho charakteristiky jako třeba rychlost, hustota a složení závisejí na tom, ze které části povrchu Slunce dané částice vyšly. Navzdory desetiletím věnovaným tomuto oboru jsou stále určité aspekty původu slunečního větru pochopeny jen slabě. Ve chvíli, kdy sluneční vítr dorazí k Zemi, bývá už mnoho detailů nečitelných. Je tedy prakticky nemožné vystopovat jejich původ a určit specifický region na povrchu Slunce, ze kterého částice vyšly.

Sluneční vítr při své cestě Sluneční soustavou interaguje s přirozenými i umělými kosmickými objekty. Rozsah těchto interakcí je velmi široký – od neškodných projevů jako jsou pozemské polární záře až po silně rizikové, což je případ slunečních bouří, které mohou ovlivnit (v horším případě i poškodit) elektrické systémy – ať už pozemské, nebo na družicích. Právě proto je porozumění slunečnímu větru prioritou slunečních fyziků. Klíčovým úkolem sondy Solar orbiter bylo najít souvislost mezi slunečním větrem v jejím okolí a zdrojovou oblastí na povrchu Slunce. Tento nový výsledek, který byl pořízen už při prvním průletu Solar orbiteru nejnižším bodem dráhy kolem Slunce, ukazuje, že je to možné. Sonda tak může naplnit hlavní úkol své mise a otevřít nový způsob, jak studovat původ slunečního větru.

Solar orbiter může najít zmíněné souvislosti, jelikož je vybaven přístroji jak pro lokální, tak i pro dálkový průzkum. Přístroje určené k lokálnímu měření se zaměřují na plazma slunečního větru a magnetická pole okolo sondy. Naopak přístroje pro dálkový průzkum pořizují snímky a další měření Slunce samotného. Jenže není to zase až tak jednoduché! Náročnost spočívá v tom, že kamery nám ukáží, jak vypadá povrch Slunce nyní, tedy v době pořízení snímku. Naopak přístroje pro lokální měření odhalí vlastnosti slunečního větru, který byl z povrchu Slunce vypuštěn před několika dny. Důvod je prostý – částice slunečního větru potřebují čas, než doletí k sondě.

Ke spojení obou balíků dat využívají experti online program Magnetic Connectivity Tool, který byl vyvinut, aby podpořil misi Solar orbiter. Surová data pro tento program přichází z celosvětové sítě Global Oscillation Network Group, kterou tvoří šest slunečních observatoří, které na různých místech světa kontinuálně sledují dění na povrchu Slunce. Z těchto pozorování počítačový model vypočítává, jak se bude sluneční vítr šířit Sluneční soustavou. „Můžete s několikadenním předstihem předpovědět, ke kterému místu na slunečním povrchu se Solar Orbiter virtuálně propojí,“ říká Stephanie Yardley z britské Northumbria University, která je hlavní autorkou studie oznamující tyto výsledky.

Tým si vybral oblasti na povrchu Slunce, které sledoval a využil Magnetic Connectivity Tool k určení, kdy by měla sonda prolétávat slunečním větrem uvolněným z těchto povrchových útvarů. Jedinečný soubor přístrojů na Solar orbiteru není výjimečný jen tím, že disponuje oběma výše zmíněnými typy přístrojů, ale i tím, že se dostane blíže ke Slunci. Ostatně přístroje byly od začátku navrhovány, aby toho byly schopny a mohly se pokusit najít toto vědecké propojení. Data byla nasbírána mezi 1. a 9. březnem 2022, kdy se Solar orbiter pohyboval přibližně 75 milionů kilometrů od Slunce, což odpovídá přibližně polovině vzdálenosti Země od Slunce.

Velmi zjednodušeně můžeme říct, že sluneční vítr existuje ve dvou druzích – rychlý sluneční vítr se pohybuje rychlostí více než 500 km/s, zatímco pomalý sluneční vítr cestuje rychlostí pod 500 km/s. Zatímco u rychlého slunečního větru už vědci zjistili, že pochází z magnetických konfigurací označovaných jako koronální díry (coronal holes), které navádějí sluneční vítr do okolního prostředí, původ pomalého slunečního větru je zatím prozkoumán jen málo. Sluneční fyzikové vědí, že tento jev souvisí s aktivními oblastmi Slunce, kde se objevují sluneční skvrny, ale podrobnosti chybějí. Sluneční skvrny jsou chladnější místa sluneční fotosféry, kde se intenzivní magnetické pole zdeformuje a koncentruje. Skvrny indikují aktivní oblasti na povrchu Slunce, které jsou často zodpovědné za sluneční erupce.

Aby se prověřila schopnost týmu najít souvislosti mezi pomalým slunečním větrem změřeným lokálně u sondy s místem jeho původu na povrchu Slunce, musela sonda proletět přes magnetické pole připojené k okraji buďto koronální díry nebo komplexu slunečních skvrn. To umožnilo týmu sledovat, jak se mění rychlost slunečního větru – ať už z rychlého druhu na pomalý, či obráceně. Stejně tak sledovali, jak se mění i další vlastnosti. Nakonec mohli potvrdit, že se dívají na správnou oblast. Získali totiž perfektní kombinaci obou skupin. „Solar orbiter prolétl kolem koronální díry i aktivní oblasti. Viděli jsme proudy rychlého slunečního větru, které byly následovány těmi pomalými. Zaznamenali jsme velkou komplexnost, kterou jsme mohli vystopovat až ke zdrojovým oblastem,“ uvedla Stephanie Yardley. To obnášelo také variace ve složení a teplotě určitých oblastí.

Během analýzy různých proudů slunečního větru, které Solar orbiter zaznamenal, mohl tým jasně ukázat, že sluneční vítr stále nese „stopy“ z různých zdrojových oblastí, což slunečním fyzikům usnadní vysledování těchto proudů až k místu jejich vzniku na Slunci. Nyní, když byl základní koncept prověřen, otevírá se před slunečními fyziky štědrá budoucnost s možnostmi využívat pro studium slunečního větru i data z jiných sond blízko Slunce jako je Parker Solar Probe nebo BepiColombo. „Výsledky potvrzují, že Solar orbiter je schopen nacházet silné souvislosti mezi slunečním větrem a jeho zdroji na povrchu Slunce. To byl hlavní úkol celé mise, který nám otevírá cestu ke studiu původu slunečního větru v nevídaných detailech,“ doplnil Daniel Müller, vědec z ESA zapojený do mise Solar orbiter.

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/26106121-2-eng-GB/Solar_Orbiter_observes_an_active_patch_of_the_Sun.png
https://www.esa.int/…/10/solar_orbiter/20813939-1-eng-GB/Solar_Orbiter.jpg
https://www.esa.int/…/26112029-1-eng-GB/ESA_s_Solar_Orbiter_traces_solar_wind_to_its_source.png
https://www.esa.int/…/solar_orbiter_instruments/21808954-1-eng-GB/Solar_Orbiter_Instruments.jpg
http://sci.esa.int/science-e-media/img/48/Solar_Orbiter_payload_annotated.jpg
https://www.esa.int/…/21809036-4-eng-GB/Solar_Orbiter_journey_around_the_Sun.png