Jak korona słoneczna rozgrzewa się do miliona stopni Celsjusza?

Dzięki korzystnemu usytuowaniu sond kosmicznych Solar Orbiter i Solar Parker Probe oraz przeprowadzeniu przez nich wspólnych obserwacji, naukowcy potwierdzili poprawność teoretycznych przewidywań sposobu, w jaki korona słoneczna rozgrzewa się do miliona stopni Celsjusza – informuje Europejska Agencja Kosmiczna (ESA).

Korona słoneczna

.Zewnętrzna część atmosfery Słońca, najlepiej widoczna podczas całkowitego zaćmienia, zwana jest koroną. Zawiera plazmę czyli elektrycznie naładowany gaz. Temperatura panująca w koronie słonecznej to około milion stopni Celsjusza. Jest to dużo więcej niż temperatura powierzchni Słońca wynosząca około 6000 stopni Celsjusza.

Od dawna przypuszczano, że turbulencje mogą prowadzić do nagrzewania się plazmy. Powstał jednak problem – nie dało się zgromadzić wszystkich potrzebnych danych obserwacyjnych przy pomocy jednej sondy kosmicznej.

Koronę słoneczną można badać na dwa sposoby: zdalnie, albo umieszczając próbnik w jej obszarze. W tym pierwszym przypadku sonda kosmiczna znajduje się w jakiejś odległości od Słońca i przy pomocy kamer obserwuje Słońce i koronę słoneczną w określonych długościach fali. Z kolei druga wersja zakłada, że sonda kosmiczna przelatuje przez obszar, który chce zbadać i mierzy w nim cząstki oraz pole magnetyczne.

Dzięki zdalnym obserwacjom można mieć obraz wielkoskalowy, z kolei badania wewnątrz korony słonecznej pozwalają na uzyskanie informacji o procesach dziejących się małych skalach. Zatem aby mieć pełen obraz trzeba użyć przynajmniej dwóch sond kosmicznych. Obecnie naukowcy mają do dyspozycji sondę kosmiczną Solar Orbiter wysłaną przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) oraz Solar Parker Probe od NASA.

Solar Orbiter i Solar Parker Probe

.By badanie mogło się powieść, sonda Parker Solar Probe dokonująca pomiarów wewnątrz korony słonecznej, powinna znajdować się w polu widzenia sondy Solar Orbiter obserwującej w tym czasie zdalnie procesy wielkoskalowe.

Daniel Telloni z Narodowego Instytutu Astrofizyki (INAF) w Obserwatorium Astrofizycznym w Turynie (Włochy) jest członkiem zespołu naukowego misji Solar Orbiter (w zespole koronografu Metis). Udało mu się ustalić, że 1 czerwca 2022 roku obie sondy kosmiczne znajdą się w odpowiedniej konfiguracji orbitalnej do takiego zadania i wystarczy odrobina „gimnastyki” – obrócenie sondy Solar Orbiter o 45 stopni, aby mogła skierować swoje kamery w miejsce, gdzie znajduje się Parker Solar Probe.

Zespół kontroli misji Solar Orbiter wyraził zgodę na taki manewr, co pozwoliło na dokonanie pierwszych tego rodzaju wspólnych obserwacji. Uzyskane dane pokazały, że teoretyczne przewidywania heliofizyków wskazujące turbulencje jako źródło przepływu energii w koronie słonecznej są poprawne.

Wyniki badań opisano w artykule, który ukazał się w czasopiśmie „Astrophysical Journal Letters”.

Polska gospodarka kosmiczna

.„Produkty i usługi wykorzystujące technologie kosmiczne to dzisiaj rynek szacowany na 350–450 mld euro. Nie ma więc cienia przesady w nazywaniu tego rynku nową gałęzią gospodarki – gospodarką kosmiczną. Co więcej, jest to chyba najbardziej dynamicznie rozwijająca się gałąź światowej gospodarki, odnotowująca rokrocznie dwucyfrowe wzrosty. Tylko w latach 2020–2022 przychody branży kosmicznej wzrosły o 20 proc., a zgodnie z przewidywaniami analityków do 2040 r. osiągną 1 bln dolarów. Obserwując tę dynamikę, można zadać pytanie, czy Polska jest krajem na tyle nowoczesnym i silnym gospodarczo, by zapewnić sobie dostęp do tych zdobyczy technologicznych i być istotnym graczem na międzynarodowych rynkach” – pisze prof. Grzegorz WROCHNA, polski fizyk, w latach 2011−2015 dyrektor Narodowego Centrum Badań Jądrowych, w latach 2019–2021 podsekretarz stanu w Ministerstwie Nauki i Szkolnictwa Wyższego, od 2021 prezes Polskiej Agencji Kosmicznej.

Jak zauważa, „nowoczesna era polskiego kosmosu zaczęła się w 2012 roku wejściem naszego kraju do Europejskiej Agencji Kosmicznej (European Space Agency – ESA). Celem tej organizacji jest rozwijanie technologii w krajach członkowskich poprzez realizację wspólnych programów. O tym, jakie programy będą realizowane, decydują ministrowie państw członkowskich. Co trzy lata spotykają się w Paryżu i głosują portfelami: ESA będzie realizować te programy, które zebrały odpowiednie finansowanie. Reguła zwrotu geograficznego zapewnia, że większość zadeklarowanej kwoty wraca do kraju w postaci zamówień na elementy niezbędne do realizacji danego programu. Mamy więc gwarancję, że wpłacone pieniądze nie tylko odzyskamy, ale dzięki nim zdobędziemy dostęp do najnowocześniejszych europejskich technologii i rozwiniemy swoje własne”.

„Polska uczestniczy obecnie w 11 z 24 misji ESA, których celem jest eksploracja Księżyca, Słońca i planet Układu Słonecznego wraz z ich księżycami, a także badanie odległego Wszechświata. W bazie danych ESA zarejestrowanych jest ponad 400 firm, z czego ponad 150 otrzymało już kontrakty. Te duże liczby cieszą, ale zarazem stanowią wyzwanie, bo nasz sektor kosmiczny składa się głównie z małych i średnich przedsiębiorstw oraz instytucji naukowych. Niełatwo jest im stawić czoła wielkim czempionom obecnym na rynku kosmicznym już od kilku dekad. Integracja tego potencjału, budowanie «masy krytycznej» zdolnej do realizacji dużych, ambitnych projektów to jedno z głównych zadań Polskiej Agencji Kosmicznej” – pisze prof. Grzegorz WROCHNA.

Podkreśla on, że „myśląc o rozwoju potencjału komercyjnego naszych firm, należy szukać obszarów, gdzie spodziewamy się dużego zapotrzebowania w przyszłości, a dziś jeszcze nie są one obsadzone przez wielkich graczy. Do takich obszarów należy niewątpliwie śledzenie tego, co się dzieje na zatłoczonej orbicie, naprawa uszkodzonych satelitów, usuwanie satelitów już nieczynnych itp. Znakomicie wpisują się tu kompetencje naszych firm i instytucji naukowych. Instrumenty obserwacyjne, automatyka i robotyka, sztuczna inteligencja, elementy napędów to zasoby, które połączone mogą stworzyć pionierskie i konkurencyjne rozwiązania. Wysoka rozdzielczość i wielosatelitarne konstelacje produkują dziś ogromne ilości danych. Zarządzanie takimi danymi, ich przechowywanie, udostępnianie i przetwarzanie to już domena polskich firm, które z powodzeniem oferują swoje rozwiązania innym państwom i ESA”.

„Kosmos jest dziś domeną intensywnej współpracy, a jednocześnie ostrej rywalizacji międzynarodowej. Trzeba więc dostrzec, że nasze zaangażowanie w technologie kosmiczne oprócz zaspokajania naszych narodowych potrzeb i ambicji oraz budowania krajowego potencjału gospodarczego tworzy pozytywny obraz Polski i buduje ważną rolę naszego kraju na arenie międzynarodowej” – twierdzi prof. Grzegorz WROCHNA.

PAP/WszystkoCoNajważniejsze/SN