Na pierwszy rzut oka nasze Słońce może wydawać się spokojną, złocistą kulą, która ogrzewa Ziemię i daje życie. Jednak z bliska to gigantyczny reaktor jądrowy, wyrzucający w przestrzeń kosmiczną niewyobrażalne ilości energii i strumienie cząstek. Nowe badania prowadzone z pomocą sondy Solar Orbiter pokazują, że te cząstki nie poruszają się w chaosie – wręcz przeciwnie, tworzą wyraźne wzory, które zdradzają swoje miejsce i sposób narodzin.
Słońce – naturalny akcelerator cząstek
Według zespołu naukowców kierowanego przez Alexandra Warmutha z Instytutu Astrofizyki im. Leibniza w Poczdamie, Słońce jest „najbardziej energetycznym akceleratorem cząstek w Układzie Słonecznym”. Każdy rozbłysk słoneczny czy koronalny wyrzut masy (CME) wyrzuca w przestrzeń energetyczne elektrony, które niosą informacje o procesach zachodzących we wnętrzu gwiazdy.
Badania wykazały, że istnieją dwie główne grupy zdarzeń związanych z elektronami słonecznymi. „Impulsywne” zdarzenia powstają w wyniku rozbłysków słonecznych i uwalniają elektrony w seriach, podczas gdy „stopniowe” są związane z masywnymi wyrzutami koronalnymi, które rozciągają emisję cząstek w czasie i przestrzeni.
Solar Orbiter – oko ludzkości tuż przy Słońcu
Kluczowe dane dostarczyła sonda Solar Orbiter, zarządzana przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA). Statek kosmiczny zbliża się do Słońca na odległość zaledwie 42 milionów kilometrów i rejestruje cząstki w stanie pierwotnym, zanim zdążą ulec rozproszeniu w przestrzeni.
Warmuth podkreśla, że tylko dzięki obserwacji setek zdarzeń w różnych odległościach udało się dokładnie określić czas i miejsce narodzin elektronów na Słońcu. Badania obejmują analizę ponad 300 zdarzeń z lat 2020–2022, co stanowi jak dotąd najbardziej kompleksowe opracowanie tego typu.
Zaskakujące opóźnienia i turbulencje
Jednym z najciekawszych odkryć jest wyjaśnienie tajemniczych opóźnień między widocznymi rozbłyskami słonecznymi a momentem wykrycia elektronów. Jak tłumaczy współautorka badań Laura Rodríguez-García, problem nie polega na tym, że elektrony są uwalniane z opóźnieniem, ale na tym, że w czasie podróży napotykają turbulencje i rozpraszają się w różnych kierunkach. To właśnie sprawia, że ich wykrycie następuje później.
Dlaczego to odkrycie ma znaczenie?
Poznanie zachowania cząstek słonecznych ma ogromne znaczenie praktyczne. Energetyczne elektrony i protony stanowią realne zagrożenie dla astronautów, satelitów i statków kosmicznych. Jak podkreśla Daniel Müller z ESA, wiedza zdobyta dzięki misji Solar Orbiter pomoże w przyszłości lepiej chronić sprzęt kosmiczny oraz ludzi podczas misji załogowych.
Badania te pokazują, że Słońce nie tylko ogrzewa naszą planetę, ale też w każdej chwili bombarduje przestrzeń kosmiczną niewidzialnym deszczem cząstek. Zrozumienie ich wzorów to krok w stronę przewidywania kosmicznej pogody i zwiększenia bezpieczeństwa w eksploracji kosmosu.