Największe i najnowocześniejsze na świecie obserwatorium słoneczne opublikowało swoje pierwsze zdjęcie plamy słonecznej. Chociaż Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) nie został jeszcze w pełni uruchomiony, to fotografia pokazuje ogromne możliwości teleskopu. DKIST zapewni naukowcom najlepszy widok na Słońce podczas następnego cyklu słonecznego.
Aktywność plam słonecznych można teraz zobaczyć w hipnotyzujących szczegółach, dzięki świeżo opublikowanemu zdjęciu z zupełnie nowego obserwatorium słonecznego. Usytuowany na hawajskiej wyspie Maui Daniel K. Inouye Solar Telescope znajduje się końcowej fazie budowy. Prace rozpoczęły się w 2013 roku i ich planowane zakończenie ma nastąpić w 2021 roku, ale pandemia COVID-19 może nieco pozmieniać harmonogram prac. Mimo że jeszcze nieukończone, należące do amerykańskiej National Science Foundation obserwatorium już może pochwalić się oszałamiającymi możliwościami. Zaawansowana optyka teleskopu z czterometrowym zwierciadłem pozwala uchwycić plamę słoneczną z niezwykłą szczegółowością. To największy naziemny teleskop do obserwacji Słońca. Może obserwować naszą gwiazdę w zakresie od fal widzialnych do bliskiej podczerwieni i umożliwia obserwacje w wysokiej rozdzielczości.
Zdjęcie nie jest nowe. Opublikowano je dopiero teraz wraz z pracą dr Thomasa Rimmele i jego zespołu, która ukazała się na łamach pisma „Solar Physics”. To tak naprawdę pierwsze z serii badań Słońca, które ukażą się w „Solar Physics”, wykorzystujących zdolności nowego obserwatorium. Publikacja dr Rimmele szczegółowo opisuje optykę, systemy mechaniczne, instrumenty, plany operacyjne i cele naukowe teleskopu. Pozostałe artykuły mają zostać opublikowane na początku 2021 roku.
Zdjęcie zostało wykonane 28 stycznia 2020 r. To najbardziej szczegółowa fotografia plamy słonecznej. - Ten obraz osiąga rozdzielczość około 2,5 razy większą niż kiedykolwiek wcześniej, pokazując struktury magnetyczne na powierzchni Słońca o wielkości zaledwie 20 kilometrów - powiedział Rimmerle, który jest zastępcą dyrektora w National Solar Observatory (NSO).
Plamy słoneczne są niezwykle interesujące dla astronomów. Dla laika jest to ciemny obszar na powierzchni Słońca. Naukowcy jednak potrafią dostrzec więcej. Według nich, plamy są spowodowane strumieniem pola magnetycznego, które powoduje tymczasowe ochłodzenie otaczających obszarów. Ich wielkość może być różna. Na przykład plama na nowym zdjęciu ma średnicę około 16 tys. kilometrów. To obszar wystarczająco duży, by zmieściła się w nim cała nasza planeta, a to tylko drobny skrawek naszej gwiazdy macierzystej.
Zdjęcie szczegółowo ukazuje strukturę plamy słonecznej. Powierzchnia Słońca wokół plamy może przypominać nieco popcorn, a każda z „granulek” jest komórką konwekcyjną, w której gorąca plazma wznosi się pośrodku, następnie przesuwa się do krawędzi, a gdy się ochładza to opada z powrotem do wnętrza Słońca. Każda taka „granulka” ma około 1500 kilometrów średnicy.
Plamy słoneczne to tymczasowe plamy, w których pole magnetyczne staje się szczególnie silne, hamując normalną aktywność gwiazdy. Ponieważ gorąca plazma jest blokowana przez linie pola magnetycznego, plama słoneczna jest o około jedną trzecią chłodniejsza niż obszar wokół niej i przez to wydaje się ciemniejsza. Plama słoneczne jest chłodniejsza od reszty powierzchni Słońca, ale nadal jest wyjątkowo gorąca, jeśli przyjąć ludzkie standardy. Jej temperatura wynosi około 4000 K.
Plamy słoneczne są najbardziej widoczną reprezentacją aktywności Słońca. Naukowcy wiedzą, że im więcej plam na Słońcu, tym jest ono bardziej aktywne. Słońce osiągnęło minimum słoneczne, czas najmniejszej aktywności podczas swojego 11-letniego cyklu, w grudniu 2019 r. Sfotografowana plama była jedną z pierwszych w nowym cyklu słonecznym. Maksimum aktywności słonecznej dla obecnego cyklu przewiduje się na połowę 2025 r.
- Wraz z początkiem nowego cyklu słonecznego wkraczamy również w erę Daniel K. Inouye Solar Telescope - powiedział dr Matt Mountain, prezes Association of Universities for Research in Astronomy (AURA), organizacji zarządzającej NSO i Daniel K. Inouye Solar Telescope . - Możemy teraz skierować najbardziej zaawansowany na świecie teleskop na Słońce, aby wykonywać i udostępniać niezwykle szczegółowe obrazy naszej gwiazdy oraz uzupełniać naszą wiedzę na temat aktywności Słońca - dodał.
Plamy słoneczne i związane z nimi rozbłyski słoneczne oraz koronalne wyrzuty masy powodują wiele kosmicznych zdarzeń, które mogą wpłynąć na życie na Ziemi. Pola magnetyczne związane z burzami słonecznymi mogą zaburzać pracę sieci energetycznych, zaburzać komunikację, nawigację GPS, podróże lotnicze czy funkcjonowanie satelitów. Mogą być też realnym zagrożeniem dla przebywających w kosmosie astronautów.
Nowy teleskop słoneczny może przyczynić się do lepszego przewidywania pogody słonecznej. Dodaje cały zestaw nowych narzędzi do badania aktywności słonecznej, w szczególności pól magnetycznych.
Źródło: Association of Universities for Research in Astronomy, fot. NSO/AURA/NSF
