Європейський космічний зонд отримав зображення Сонця з близької відстані

news 17 07 20Ще один космічний зонд приєднався до армади апаратів, що спостерігають за Сонцем. Штучний супутник Сонця (Solar Orbiter) Європейського космічного агентства виконав 15 червня поточного року свій перший близький прохід повз світило на відстані 77 мільйонів км, тобто приблизно вдвічі ближче до Сонця, ніж Земля. Цей перший перигелій, що стався до того, як Solar Orbiter розпочав повноцінні наукові операції, дав змогу отримати разючі зображення зовнішньої атмосфери Сонця.

Штучний супутник Сонця не наближається до нашої зорі, як «Сонячний зонд Паркера» (Parker Solar Probe) NASA, з цілком поважних причин. Навколишнє середовище, в яке потрапляє «Паркер», коли він наближається до видимої поверхні Сонця в межах 9 його радіусів, занадто суворе, щоб будь-яка з нинішніх камер прямо робила знімки Сонця. Відстань Solar Orbiter дає змогу його фотокамерам, що працюють крізь отвори в тепловому екрані космічного апарта, зайняти повний диск Сонця і збільшити масштаб для знімання деталей в його атмосфері.

news 17 07 20 1vЦя мозаїка зображень показує повний диск Сонця, отриманих за допомогою Екстремального ультрафіолетового пристрою (Extreme Ultraviolet Imager, EUI) і Поляриметричного та геліосейсмічного візуалізатора (Polarimetric and Helioseismic Imager, PHI). Зображення у верхньому ряду отримані EUI на довжині хвилі 17 нанометрів, а зображення у правому стовпці (червоні) — також від EUI — в довжині хвилі 30 нм. (Ці світлини показано уявними кольорами, бо зображення в цих довжинах хвиль лежать за межі видимого діапазону.) Хоча на жовтих зображеннях відображена найбільш зовнішня атмосфера, сонячна корона, на червоних знімках показано нижній шар атмосфери, який називають перехідною областю (transition region). В середньому ряді центральне зображення — від EUI та Обсерваторії сонячної динаміки (Solar Dynamics Observatory) NASA. На зображеннях ліворуч (середній і нижній ряди) показано мапи магнітного поля Сонця, отримані за даними від PHI. Нарешті, на нижньому середньому зображенні показано Сонце у видимому світлі, без сонячних плям. Фото з сайту https://skyandtelescope.org.

Перші зображення та «багаття» (campfires)

Місія Solar Probe оприлюднила перші зображення, отримані космічним зондом 30 травня 2020 р., тобто перед проходженням перигелію. Зроблені для цілей калібрування, ці зображення в крайньому ультрафіолетовому випромінюванні показують спокійну ділянку Сонця, де нічого особливого побачити не очікували. Але зображення стали для дослідників сюрпризом: маленькі спалахи, названі «багаття» («campfires») мерехтять по всій короні Сонця.

«Сонце на перше око може мати спокійний вигляд, але коли ми спостерігаємо докладно, ми можемо побачити ці мініатюрні спалахи повсюди», — сказав Девід Берґманс (David Berghmans) з Королівської обсерваторії Бельгії, головний фахівець Екстремального ультрафіолетового пристрою (Extreme Ultraviolet Imager, EUI), який робив зображення.

Ці міні-спалахи можуть відігравати певну роль у нагріванні сонячної корони. Ця зовнішня атмосфера Сонця у 200 разів гарячіша, ніж його видима поверхня. Немає сумнівів у тому, що змінні магнітні поля Сонця є джерелом енергії для нагрівання корони. Проте, як магнітна енергія перетворюється в тепло, досі є загадкою. Тепло від пов’язаних спалахів — невеликих, але частих міні-спалахів (іноді їх називають наноспалахами, nanoflares) — може бути причиною.

На відео, вміщеному нижче, показано спалахи з особливостями розміром 400 км. Це найдокладніші зображення Сонця, які досі отримували астрономи.

Але, можливо, зарано проводити порівняння між зареєстрованими «багаттями» та гіпотетичними наноспалахами. Науковці мають поєднати дані з багатьох інструментів, якими оснащено Solar Probe. Інші дослідники також вважають, що не варто поспішати з висновками. «Раніше багаття бачили на багатьох зображеннях Сонця», — зауважив Г’юґ Гадсон (Hugh Hudson) з університету Глазго у Великобританії. «Вбачати в багаттях наноспалахи? Я гадаю, що цього не слід робити тільки через те, що вони змінні як у просторі, так і в часі».

news 17 07 20 2vЕкстремальний ультрафіолетовий пристрій (EUI), встановлений на облавку космічного зонда Solar Probe, отримав ці зображення 30 травня 2020 року. Вони показують Сонце в довжині хвилі 17 нанометрів, тобто у екстремально далекому ультрафіолетовому випромінюванні. Зображення на цій довжині хвилі показують верхню атмосферу Сонця, сонячну корону, з температурою мільйон градусів. У EUI є дві камери, що отримують відповідно зображення повного диска (зверху ліворуч) та великі плани з високою роздільною здатністю. Фото з сайту https://skyandtelescope.org.

Натомість Гадсон бачить більшу перспективу в інших даних, які отримує Штучний супутник Сонця. «Що дуже нове і дуже важливе для Solar Probe (не беручи до уваги його полярні спостереження), це стереоскопічні зображення високої роздільної здатності», — пояснив він. Цей зонд, разом з іншими сонячними обсерваторіями на Землі та в космосі, вперше дають змогу розглядати шари атмосфери Сонця в трьох вимірах.

Яке майбутнє в Штучного супутника Сонця?

Протягом двох років Solar Probe пройде в межах ¼ астрономічної одиниці від видимої поверхні Сонця. Це дасть змогу отримати вдвічі більш чіткі зображення, ніж ті, що оприлюднені тепер. І науковці лише починають розуміти зображення, які створюють інструменти. Берґманс очікує, що зміни в обробці зображень і навіть управління космічним апаратом також покращать зображення з часом.

Наземний сонячний телескоп Даніеля К. Іноуї (Daniel K. Inouye Solar Telescope) має кращу роздільну здатність, ніж Solar Probe: його перші зображення Сонця, оприлюднені в січні, мають роздільну здатність 30 км. Але телескоп Іноуї призначений для видимого світла, яке проходить крізь атмосферу Землі. Натомість Штучний супутник Сонця реєструє ультрафіолетове світло та рентгенівські промені, які блокує наша атмосфера.

Точка спостережень Solar Probe також унікальна. Усі спостереження Сонця — із Землі чи космічних апаратів на її орбіті й навіть із супутників на орбіті Сонця — відбуваються у площині екліптики, тобто в площині, в якій лежать орбіти планет. Штучний супутник Сонця виконає уперше тривалі його спостереження з полярної орбіти. Зонд рухається повсякчас по все більш нахиленій орбіті, яка зрештою буде під кутом 33° до екватора Сонця. Це забезпечить космічному апарату полярний погляд на Сонце, якого ми ще ніколи не бачили.

news 17 07 20 3vЦя діаграма показує шлях Solar Probe протягом 2020—2030 років, зокрема його проходження повз Венеру і Землю. Його орбіти поступово наближаються до Сонця, одночасно змінюючи кут нахилу, що дасть змогу спостерігати полярні райони Сонця. https://skyandtelescope.org.

Штучний супутник Сонця оснащено 10-а приладами, п’ять з них здатні виконувати спостереження крізь отвори у тепловому щиті. Інші інструменти прямо визначають властивості сонячного вітру за межами теплового екрана. Вони також вимірюють магнітне поле як сонячного вітру, так і Сонця. Мета, зрештою, — об’єднати дані з усіх 10 приладів, щоб зрозуміти походження сонячного вітру та його вплив на космічну погоду біля Землі.

Незважаючи на те, що ці перші зображення показують величезну перспективу місії, науковцям та громадськості доведеться набратися терпіння. Повноцінні наукові операції розпочнуться до березня 2022 р. А космічний зонд не почне зондувати полярні райони Сонця до 2025 року: його найкращі полярні зображення планують отримати не раніше 2027 року.

За інф. з сайту https://skyandtelescope.org

Докладніше про «Наше небо»

Це науково-популярний астрономічний інтернет-журнал для широкого загалу, створений у 2016 році. Назва «НАШЕ НЕБО» виникла у 1998 р. під час обговорення з директором Головної астрономічної обсерваторії Національної академії наук України академіком Я.С. Яцківим ідеї щодо заснування Київським республіканським планетарієм науково-популярного видання астрономічного змісту.

Упродовж 2006—2009 рр. я видавав малим накладом журнал «НАШЕ НЕБО.observer», а з 2010 р. веду блог «Ми і Всесвіт». Далі науково-популярні матеріали вміщуватиму головно на цьому сайті.

Іван Крячко

Написати електронний лист

Ви маєте змогу написати електронного листа з будь-якого питання щодо астрономії та інтернет-журналу «Наше небо»

Дякуємо за Вашу увагу до «Нашого неба»!

Please publish modules in offcanvas position.