Znanstveniki z Univerze v Arizoni so s pomočjo podatkov, ki jih je zbrala NASA-ina sonda Parker Solar Probe med doslej najbližjimi približevanji Soncu, naredili pomemben korak k razumevanju, kako nastaja in se segreva sončni veter. Gre za tok nabitih delcev, ki neprestano piha s Sonca in oblikuje heliosfero – ogromno območje prostora, ki sega daleč onkraj planetov in vpliva tudi na razmere na Zemlji.
Med temi meritvami je Parkerjeva sonda dosegla hitrost več kot 427.000 milj na uro, s čimer je postala najhitrejši objekt, ki ga je kdaj ustvaril človek. Prav ta izjemno bližnja srečanja so raziskovalcem omogočila, da so prvič neposredno izmerili dinamiko vroče plazme v „lupini“ Sončeve atmosfere, iz katere izvira sončni veter.
Ugotovitve, objavljene v reviji Geophysical Research Letters, pomagajo pojasniti, kako se energija in snov prenašata skozi Sončevo okolje. To znanje ni pomembno le za razumevanje zvezde, ki ji pripadamo, temveč tudi za napovedovanje vesoljskega vremena, ki lahko vpliva na satelite, komunikacije in električna omrežja.
„Kot tehnološko napredno družbo nas zanima, kako na nas vpliva Sonce – zvezda, s katero živimo,“ je pojasnil Kristopher Klein, vodja raziskave. Med koronalnimi izmeti mase Sonce v vesolje izvrže ogromne količine visokoenergijskih delcev, ki lahko ob trku z Zemljinim magnetnim poljem povzročijo motnje v satelitskih sistemih, radijskih povezavah in celo povečano sevalno obremenitev na polarnih letih.
Če bodo znanstveniki bolje razumeli okolje, skozi katerega ti delci potujejo, bodo lažje napovedali, kako se bodo takšni izbruhi širili skozi Osončje in kakšne posledice bodo imeli, je dodal Klein.
Nenavadna struktura Sončeve atmosfere
Čeprav si Sonca pogosto predstavljamo kot enakomerno žarečo kroglo, gre v resnici za zelo zapleten sistem plazme brez trdne površine. V njegovem jedru poteka jedrsko zlivanje, ki poganja vso Sončevo energijo, okoli jedra pa se razprostira več plasti, ki tvorijo atmosfero.
Vidna fotosfera, kjer nastajajo sončne pege, je obdana s kromosfero, nad njo pa leži korona – razpršen, izjemno vroč oblak plazme, ki ga običajno vidimo le med popolnimi Sončevimi mrki. Prav v tej zunanji atmosferi se zgodi nekaj, kar že desetletja bega znanstvenike: plazma se, potem ko se iz notranjosti Sonca najprej ohladi, v koroni znova segreje na več kot 2 milijona stopinj.
Parkerjeva sonda in „poljub Sonca“
Parker Solar Probe, izstreljena leta 2018, se Soncu približuje postopoma, pri čemer za upočasnjevanje uporablja več preletov mimo Venere. Decembra 2024 je dosegla razdaljo le 3,8 milijona milj nad Sončevo površino, kar je znanstvenikom omogočilo vpogled v procese, ki jih prej niso mogli neposredno meriti.
„Vemo, da se sončni veter nekako segreva, a dolgo nismo vedeli, kateri mehanizmi so za to odgovorni,“ je povedal Klein. Doslej so se raziskovalci morali zanašati na poenostavljene modele, zdaj pa lahko s pomočjo dejanskih meritev izjemno majhnih razdalj preverjajo, kaj se v resnici dogaja.
Ekipa je razvila računalniško kodo z imenom ALPS, ki omogoča analizo dejanskih porazdelitev hitrosti delcev, namesto idealiziranih modelov. To raziskovalcem omogoča natančnejše izračune, kako se energija prenaša in disipira v sončnem vetru.
Meritve kažejo, da se delci po nastanku sicer začnejo ohlajati, vendar veliko počasneje, kot bi pričakovali pri preprostem širjenju plina. Razumevanje tega procesa bi lahko imelo posledice tudi zunaj raziskav Sonca. Po besedah Kleina bi znanje o prenosu energije v sončnem vetru lahko pomagalo razložiti dogajanje v medzvezdnem plinu, akrecijskih diskih okoli črnih lukenj ali v okoljih okoli nevtronskih zvezd.
